Die Darstellung des Strahlbeines von Warmblutpferden mit der digitalen Röntgenanlage PCR AC3 der Firma Philips

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1 Aus der Klinik für Pferde der Tierärztlichen Hochschule Hannover Die Darstellung des Strahlbeines von Warmblutpferden mit der digitalen Röntgenanlage PCR AC3 der Firma Philips INAUGURAL - DISSERTATION Zur Erlangung des Grades einer DOKTORIN DER VETERINÄRMEDIZIN (Dr. med. vet.) durch die Tierärztliche Hochschule Hannover Vorgelegt von Claudia Kock aus Hamburg Hannover 2003

2 Wissenschaftliche Betreuung: Univ.- Prof. Dr. P. Stadler 1. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. P. Stadler 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Seifert Tag der mündlichen Prüfung:

3 Meinen Eltern In Liebe und Dankbarkeit

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5 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 Einleitung 11 2 Literatur Funktion, Anatomie und Histologie des Strahlbeins Erkrankungen des Strahlbeins Das Podotrochlose-Syndrom Ätiologie und Pathogenese Strahlbeinfraktur Podotrochlitis (infectiosa) Diagnostik des Podotrochlose-Syndroms Klinische Diagnostik Diagnostische Anästhesien und Hufgelenksdruckmessung Röntgenologische Untersuchungen des Strahlbeins Weitere bildgebende Verfahren zur Untersuchung des Strahlbeins Verwischungstomographie Sonographie (Ultraschall) Computertomographie Kernspintomographie Endoskopie Szintigraphie Thermographie Die spezielle Röntgenuntersuchung des Strahlbeins mit der Technik nach Oxspring Das Röntgenbild des gesunden Strahlbeins Röntgenologische Befunde bei Erkrankungen des Strahlbeins 40

6 INHALTSVERZEICHNIS 2.5 Kontur- und Strukturveränderungen bei Erkrankungen des Strahlbeins Konturveränderungen Röntgenologische Befunde am proximalen Rand des Strahlbeins Röntgenologische Befunde am distalen Rand des Strahlbeins Röntgenologische Befunde an den Seitenenden des Strahlbeins Symmetrie der Strahlbeine Beurteilung von Konturveränderungen im Röntgenbild des Strahlbeins Strukturveränderungen Spongiosa Dichte Canales sesamoidales Beurteilung von Strukturveränderungen im Röntgenbild des Strahlbeins Klinische Bedeutung der röntgenologischen Befunde Interpretation von röntgenologischen Strahlbeinbefunden (Bewertungssysteme) Bewertungssystem nach HERTSCH und ZELLER Bewertungssystem nach HUSKAMP und BECKER Bewertungssystem nach MAC GREGOR Bewertungssystem nach DIK, UELTSCHI und HERTSCH Radiologische Grundlagen Röntgenologische Techniken und Hilfsmittel Die konventionelle Radiographie Die digitale Lumineszenzradiographie Filterung nach dem Prinzip der Unscharfen Maske (UM) Dynamik Range Reconstruktion (DRR) Vor- und Nachteile der digitalen Lumineszenzradiographie im Vergleich zur konventionellen Röntgentechnik 86

7 INHALTSVERZEICHNIS 3 Material und Methode Geräte Die Röntgenanlage Geräte der konventionellen Röntgentechnik Kassette Film und Verstärkerfolie Entwicklung Geräte der digitalen Röntgentechnik Kassetten Speicherfolien Die digitale Lumineszenzradiographie-Anlage Die Erstellung von Hardcopies Röntgentechnische Geräte Tubus Raster Untersuchungsmaterial Versuchsanordnung Vorversuche Hauptversuche Methodik Die konventionellen Aufnahmeparameter Die Bearbeitung der digitalen Röntgenbilder Vergrößerung und Ausdruck Das isolierte Strahlbein Filmbetrachtung Beurteilung Statistische Auswertung 109

8 INHALTSVERZEICHNIS 4 Ergebnisse Ergebnisse der Vorversuche Ergebnisse der Vorversuche zur digitalen und konventionellen Röntgentechnik Ergebnisse der Vorversuche zur konventionellen Röntgentechnik Ergebnisse der Vorversuche zur digitalen Röntgentechnik Ergebnisse der Hauptversuche Einfluß der subjektiven Wahrnehmung der Beurteiler auf die Bewertung der Röntgenaufnahmen des Strahlbeins Einfluß der Größe der Präparate auf die Qualität der röntgenologischen Darstellung der Strahlbeine Zusammenfassung der Ergebnisse Diskussion Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Anhang Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 183

9 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS Abkürzungsverzeichnis Abb. Abbildung AC Speicherfolien-Lesegerät Al Aluminium B ce angehobenes Bild B dif Differenzbild B DRR mit der DRR-Technik bearbeitetes Bild B orig. Originalbild B us unscharfes Maskenbild BP Belichtungspunkt bzw. beziehungsweise ca. zirka ce contrast enhancement cm Zentimeter CR Computered Radiography CT Computertomographie d.h. das heißt DLR digitale Lumineszenzradiographie DRR Dynamic Range Reconstruction EL Elektrolumineszenz et al. et alii - und andere evtl. eventuell F-O Fokus-Objekt-Abstand GA Rotation Amount - Anstieg der Funktionskurve GC Rotation Center - Drehpunkt der Funktionskurve Gbyte Gigabyte GS Gamma Shift - Verschiebung der Funktionskurve GT Gamma Type - Art der Funktionskurve h Stunde HR High Resolution Hz Hertz IP Imaging Plate - Speicherfolie KA Kontrastausgleich KS Konturenschärfe K n Kernel kv Kilovolt kw Kilowatt Lp/mm Linienpaare pro Millimeter LUT Look-Up-Table L-Wert Latitude-Wert m Meter ma Milliampere mas Milliamperesekunde max Maximum Mbyte Megabyte µm Mikrometer

10 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS MHz Megahertz min Minimum mm Millimeter mm 2 Quadratmillimeter MRM-Code Method-Region-Menu-Code MRT Magnet-Resonanz-Tomographie ms Millisekunde Nr. Nummer O-F Objekt-Film-Anstand p Irrtumswahrscheinlichkeit PC Personal Computer PCR Philips Computered Radiography PMS Philips Medizin Systeme RAD Radiographie RAM Random Access Memory RE rank enhancement - Anhebung resp. respectively - beziehungsweise RN frequency Rank - Verstärkungsfaktor RT rank type - Art der Beta-Kurve s Sekunde S. Seite SAS Statistical Analysis System s.o./u. siehe oben/unten sog. sogenannt ST Standard S-Wert Sensitivity-Wert S k -Fix-Wert Histogrammittelpunkt im Fix-Modus Tab. Tabelle TPA tiefe Palmarnerven-Anästhesie u. und UM Unscharfe Maske UV ultraviolett WL window level - Fensterlage WW window width - Fensterweite z.b. zum Beispiel z.t. zum Teil + positiv - negativ höchst signifikanter Unterschied (p < 0,1 %) hoch signifikanter Unterschied (p < 1 %) einfach signifikanter Unterschied (p < 5 %) - nicht signifikanter Unterschied (p 5 %) (-) statistisch auffälliger Unterschied (p 5-8 %) Zoll Grad Durchmesser < kleiner größergleich

11 EINLEITUNG 1 Einleitung Erkrankungen des Strahlbeins sind eine häufige Lahmheitsursache bei Sport- und Freizeitpferden und führen im Rahmen des Podotrochlose-Syndroms nicht selten zu dauernder Unbrauchbarkeit. Neben der klinischen Untersuchung und dem Einsatz diagnostischer Anästhesien stellt die Röntgenuntersuchung dabei einen wichtigen Teil der Diagnostik dar. Die röntgenologische Darstellung des knöchernen Anteils der Hufrolle kann in drei verschiedenen Projektionsebenen erfolgen. Dabei wird die Darstellung in der Projektion nach OXSPRING (1935) am häufigsten zur Beurteilung des erkrankten Strahlbeins herangezogen. Auch im Rahmen von Ankaufsuntersuchungen wird das Strahlbein meistens in dieser Projektion untersucht. Dabei muß das Strahlbein allerdings in Überlagerung mit dem Kronbein dargestellt werden. Hierdurch tritt in erheblichem Maße Streustrahlung auf. Mit der konventionellen Röntgentechnik gelingt dennoch eine Darstellung der Canales sesamoidales des Strahlbeins mit Hilfe von Rastern in ausreichender Qualität, wobei die Kontur und Struktur des Strahlbeins, die bedeutend für die Diagnose- und Prognosestellung von Strahlbeinerkrankungen sind, oft nicht zufriedenstellend dargestellt werden können. Die Darstellung des Strahlbeins ist mit Hilfe der digitalen Röntgentechnik, mit der in vielen Bereichen der Orthopädie des Pferdes inzwischen eine deutliche Verbesserung der röntgenologischen Darstellung gelungen ist, bisher noch nicht zufriedenstellend. Ziel dieser Arbeit ist es, die Aufnahme-, Auslese- und Bearbeitungsparameter zur Erstellung eines Röntgenbildes des Strahlbeins des Pferdes mit der digitalen Technik so zu optimieren, daß im Vergleich zur konventionellen Röntgentechnik eine ähnliche Qualitätssteigerung der Röntgenaufnahmen wie im Bereich anderer Lokalisationen der Gliedmaße des Pferdes resultiert. Dabei sollen insbesondere die Kontur- und Strukturerkennung sowie die Darstellung der Canales sesamoidales verbessert werden. 11

12 LITERATUR 2 Literatur 2.1 Funktion, Anatomie und Histologie des Strahlbeins Das Strahlbein, Os sesamoideum distale, bildet einerseits als distales Sesambein zusammen mit dem Insertionsabschnitt der tiefen Beugesehne und der Bursa podotrochlearis die sogenannte Hufrolle (Podotrochlea), andererseits ist es Bestandteil des Hufgelenkes und bildet zusammen mit dem Hufbein die Pfanne für die Gelenkwalze des Kronbeins (WISSDORF et al. 1998, LITZKE 1999). Die Aufgabe der Hufrolle ist es, das Gewicht des Beines aufzufangen und abzubremsen (WESTHUES 1938). Das Strahlbein dient außerdem als Auflagefläche für die tiefe Beugesehne (BRANSCHEID 1977). Durch die Umlenkung um das Strahlbein bildet die Sehne einen konstanten Winkel zum Hufbein (ROONEY 1967). Nach LITZKE (1999) bildet das Strahlbein mit der Bursa podotrochlearis ein Gleitlager (Hypomochlion) für die tiefe Beugesehne. Das Strahlbein hat die Form eines Weberschiffchens (engl.: navicular bone). WISSDORF et al. (1998) unterscheiden sechs Begrenzungen des Strahlbeins: Facies articularis phalangis mediae Facies flexoria Margo distalis Margo proximalis Facies medialis Facies lateralis Die Gelenkfläche (Facies articularis phalangis mediae) ist mit hyalinem Knorpel bedeckt (WISSDORF et al. 1998), der eine glatte, glänzende Oberfläche, eine bläulich-weiße Farbe und eine Dicke von 1,8 bis 2,0 mm aufweist (NILSSON u. OLSSON 1973). Als Pendant zu den Kondylen des Kronbeins besitzt diese Fläche zwei seitliche Vertiefungen und eine schwache mittlere Erhöhung (ELLENBERGER u. BAUM 1974). Der gegenüberliegenden, leicht konvex gebogenen Gleitfläche (Facies flexoria) liegt das Endstück der tiefen Beugesehne an (WINTZER 1964, NICKEL et al. 1992). Diese Fläche ist mit bläulich-weißem Faserknorpel überzogen, in den kollagene Fasern eingebettet sind (BRANSCHEID 1977). Dieser Faserknorpel 12

13 LITERATUR bildet nach WISSDORF et al. (1998) die distale Gleitfläche, das Scutum distale, für die tiefe Beugesehne. Axial befindet sich ein sagittal verlaufender, abgerundeter Grat (WINTZER 1964, ELLENBERGER u. BAUM 1974, WISSDORF et al. 1998). Im Zentrum dieses Sagittalkamms ist häufig eine querovale Vertiefung, die Fossa synovialis, zu sehen (WESTHUES 1938, BRANSCHEID 1977). COLLES (1979) beschreibt sie als identations, WITTMANN (1940) als etwa linsengroße Einsenkung der Knorpeloberfläche ohne Substanzverlust des Knorpelüberzuges. HERTSCH und STEFFEN (1986) erwähnen im mittleren Strahlbeindrittel anzutreffende und häufig den Sagittalkamm unterbrechende Fossa nudata. Sie sind meist ellipsoid und 3 bis 5 mm groß, können aber auch die gesamte Strahlbeinlänge umfassen. WISSDORF et al. (1998) beschreiben diese Bezirke auf oder seitlich des Sagittalkamms dagegen als knorpelfrei und bei etwa 25 % aller Pferde vorkommend. Durch diese Fossae nudatae kann es zu Knocheneinbrüchen auf der Facies flexoria kommen. Die Facies flexoria besitzt proximal und distal einen gratartigen Rand, wodurch sie breiter als die gegenüberliegende Facies articularis ist (WISSDORF et al. 1998). Die Fasern der Gleitfläche verlaufen rechtwinklig zum proximalen und distalen Rand, im Zentrum jedoch horizontal (WINTZER 1964, BRANSCHEID 1977). Zu den Seiten hin verjüngt sich der Knochen, die Enden sind abgerundet oder auch spitz (WINTZER 1964). Der Margo distalis ist breit und konvex und wird in drei Zonen eingeteilt (WISSDORF et al. 1998). Die dorsale Zone ist die Gelenkfläche zum Hufbein (Facies articularis phalangis distalis). Sie schließt rechtwinklig an die Facies articularis phalangis mediae an und ist mit hyalinem Knorpel überzogen (WINTZER u. DÄMMRICH 1971). Diese längliche Fläche reicht nicht bis an die seitlichen Enden (WISSDORF et al. 1998). Die mittlere Zone (Zona intermedia) reicht dagegen bis an die seitlichen Enden und bildet eine rinnenartige Vertiefung mit Ausbuchtungen in den Knochen, die Ernährungslöcher oder Gefäßkanäle genannt werden (TERHEYDEN 1942, PFEIFFER 1962). Diese Foramina nutritia distalia können zu röntgenologisch darstellbaren Canales sesamoidales distales erweitert sein (WISSDORF et al. 1998). Hier ziehen Gefäße in das Strahlbein. Wenn diese Gefäße anastomosieren, sollen sie die röntgenologisch sichtbaren Löcher bilden (COLLES 13

14 LITERATUR u. HICKMANN 1977, COLLES 1979). WINTZER (1970) sieht dagegen nur vereinzelt in diesen Bahnen Blutgefäße. Diese Löcher sind mit normal strukturierten Synoviadeckzellen ausgekleidet (MITCHELL 1964, WINTZER 1964, HERTSCH et al. 1982, WISSDORF et al. 1998) und gehören somit zum Hufgelenk. Die Gefäße (Arteriae nutritiae) verlaufen immer extraartikulär am Rande der knöchernen Einziehung. Am palmaren bzw. plantaren Rand (Margo ligamenti) des Margo distalis setzt das Strahlbein-Hufbein-Band (Ligamentum sesamoideum distale impar) an (NICKEL et al. 1992, WISSDORF et al. 1998). Der Margo proximalis ist schmal und rauh und in der Mitte etwas verbreitert (WISSDORF et al. 1998). Er verläuft in der Mitte etwas konvex, sonst gradlinig (WILKINSON 1952, WINTZER 1964). Nach DIK et al. (1999) kann er konvex, undulierend, gerade oder konkav gestaltet sein. Die sich hier vereinigenden Strahlbeinschenkel der Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Bänder (Ligamenta sesamoidea collateralia laterale et mediale) setzen am proximalen Rand flächig an (NICKEL et al. 1992, WISSDORF et al. 1998). Nach WISSDORF et al. (1998) ist dieser Rand durch zahlreiche kleine Foramina nutricia proximalia gekennzeichnet, die sich zu Canales sesamoidales proximales erweitern können und dann röntgenologisch darstellbar sind. Die seitlich gelegenen Facies medialis et lateralis dienen dem Ansatz der Gelenkkapsel, der Hufknorpel-Strahlbein-Bänder (Ligamenta chondrosesamoidea mediale et laterale) und der Bursa podotrochlearis (WISSDORF et al. 1998). Das gesunde Strahlbein ist im Querschnitt regelmäßig aufgebaut. Die weniger dichte Spongiosakernzone im Zentrum wird von dichterem, scharf begrenztem Spongiosaknochen umgeben. Zwischen dem Spongiosaknochen und dem Knorpel befindet sich die Kompakta (MEIER 1993). Die Fixierung des Strahlbeins erfolgt durch die nur wenig Bewegung zulassenden Bänder. Die straffeste Verbindung (TOTH 1989) bildet das zwischen dem Margo distalis des Strahlbeins und der Facies flexoria des Hufbeins verlaufende Strahlbein- Hufbein-Band (Ligamentum sesamoideum distale impar). Es verstärkt die 14

15 LITERATUR Gelenkkapsel des Hufgelenkes, ist wenig elastisch und besteht aus kurzen, straffen, kollagenen Faserbündeln. Von den distalen Fesselbeingruben ziehen die elastischen Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Bänder (Ligamenta sesamoidea collateralia laterale et mediale) schräg distopalmar an die axiale Fläche des betreffenden Hufknorpels, werden dort durch Verbindungsfasern verstärkt, biegen axial um, geben nach distal einen Verbindungsstrang an das Hufbein ab und setzen vereinigt am Margo proximalis des Strahlbeins an. Sie werden auch als elastisches Aufhängeband des Strahlbeins bezeichnet (TOTH 1989). Die Hufknorpel-Strahlbein-Bänder (Ligamenta chondrosesamoidea mediale et laterale) verlaufen zwischen der Axialfläche des Knorpels und der jeweiligen Strahlbeinseite (NICKEL et al. 1992). Eine Abzweigung der tiefen Beugesehne zieht zum proximalen Rand des Strahlbeins (WITTMANN 1933, 1938, WINTZER u. DÄMMRICH 1971). Die Aufgabe des gesamten Bandapparates besteht darin, die passive Beweglichkeit des Strahlbeins in transversaler und dorsopalmarer Richtung einzuschränken (TOTH 1989). Das Hufgelenk buchtet sich zwischen der Facies articularis phalangis distalis des Strahlbeins und der Facies articularis sesamoidea des Hufbeins bis zur Zona intermedia des Margo distalis aus und stülpt sich auch zwischen einzelne Faserbündel des Strahlbein-Hufbein-Bandes (WISSDORF et al. 1998). Die Gelenkhöhle wird durch die Gelenkkapsel, verstärkt durch Fasern des Strahlbein- Hufbein-Bandes, von der Bursa podotrochlearis manus getrennt. Einige Autoren schließen eine anatomische Verbindung zwischen Hufgelenk und Bursa aus (CALISLAR u. ST. CLAIR 1969, ELLENBERGER u. BAUM 1974, HERTSCH et al. 1982, HERTSCH u. STEFFEN 1986, GIBSON et al. 1990, BREIT 1995). Nach anderen Autoren besteht eine Verbindung und eine Diffusion von Anästhetikum ist möglich (NICKEL et al. 1992, PLEASANT et al. 1997, WISSDORF et al. 1998). Die Gefäßversorgung des Strahlbeins wird von WISSDORF et al. (1998) wie folgt beschrieben: von den Arteriae digitales palmares medialis et lateralis zweigt etwa in halber Höhe des Kronbeins jederseits ein Ramus palmaris phalangis mediae ab, der proximal des Strahlbeins im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band verläuft und mit 15

16 LITERATUR dem der anderen Seite anastomosiert. Aus dieser Anastomose treten Äste an die Bursa und Arteriae nutriciae proximales über den Margo proximalis in das Strahlbein und versorgen dessen proximales Drittel. Distal des Strahlbeins zweigen die Rami palmares phalanges distales beiderseits aus den Arteriae digitales palmares ab und anastomosieren ebenfalls mit der Gegenseite. Diese Querverbindung kann doppelt ausgebildet sein. Aus dieser im Strahlbein-Hufbein-Band verlaufenden Anastomose zweigen zahlreiche Arteriae nutriciae distales in den Margo ligamenti des Strahlbeins ab und versorgen dessen distales und mittleres Drittel. Nach POHLMEYER (1979) anastomosieren die proximalen und distalen Äste im Knochen, verzweigen sich jedoch wenig. Nach RIJKENHUIZEN (1990) wird das Strahlbein zusätzlich von der medialen und lateralen Seitenfläche her arteriell versorgt. Die Innervation des Strahlbeins erfolgt durch die Endäste der Nervi digitales palmares medialis et lateralis, die axial des Hufknorpels in das Ballenpolster eintreten und hier den Ramus tori digitalis, früher Ramus pulvinus, abgeben (WISSDORF et al. 1998). Die Rami tori versorgen nur den Ballenbereich, nicht wie oft fälschlich vermutet das Strahlbein oder die sogenannte Hufrolle. Erst nach der Abzweigung der Rami tori geben die Nervi digitales palmares medialis et lateralis Äste für das Strahlbein und die Bursa podotrochlearis ab. Bei der Anästhesie der Rami tori digitales werden mit Sicherheit die Endäste der Nervi digitales palmares medialis et lateralis mit anästhesiert, die die Hufrolle und Teile des Hufgelenks versorgen (WISSDORF et al. 1998). 2.2 Erkrankungen des Strahlbeins LITZKE (1999) unterscheidet klinisch drei Formen der Erkrankung des Strahlbeins, das Podotrochlose-Syndrom, die Strahlbeinfraktur und die Podotrochlitis infectiosa Das Podotrochlose-Syndrom Beim Podotrochlose-Syndrom sind Strukturen im kaudalen Hufbereich einzeln oder kombiniert lahmheitsverursachend. Grundlage für die Bezeichnung Syndrom war 16

17 LITERATUR die Differenzierung der Strahlbeinlahmheit nach den beteiligten anatomischen Strukturen (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b). HERTSCH et al. (1982) teilen das Podotrochlose-Syndrom in 3 Erscheinungsformen ein: Podotrochlose: Dies ist die Erkrankung der eigentlichen Hufrolle (HERTSCH et al. 1982). Hierbei kommt es zu Veränderungen auf der Facies flexoria des Strahlbeins, die als Sesamoidose podotrochlearis bezeichnet werden. Das Endstadium dieser Chondropathie ist der zentrale Einbruch der Facies flexoria ohne erkennbare Deformierung der Canales sesamoidales. In Verbindung damit kommt es zu Veränderungen an der tiefen Beugesehne (Tendinose podotrochlearis) und zur Erkrankung der Bursa selbst (Bursitis podotrochlearis). GABRIEL (1998) beschreibt die Podotrochlose als schmerzhafte degenerative Erkrankung, bei der das Strahlbein, die Bursa und die angrenzende Oberfläche der tiefen Beugesehne eines oder häufiger beider Vordergliedmaßen betroffen sind. Nach BAUM (1974) ist die Podotrochlose eine Osteoarthritis des Strahlbeins. ASQUITH (1994) nennt die Podotrochlose eine degenerative Erkrankung des Strahlbeins, der Bursa podotrochlearis und der tiefen Beugesehne mit in fortgeschrittenen Fällen Erosionen und Ulzerationen der Facies flexoria, Osteitis und Rarefikation des Cortex sowie Degeneration und Cavitation der Spongiosa, begleitet von einer chronischen Synovitis. ROONEY (1983) betrachtet die Podotrochlose als eine Art Arthrose des Gelenkes aus palmarer Strahlbeinfläche und der dorsalen Fläche der tiefen Beugesehne, das von der Synovialmembran der Bursa podotrochlearis umgeben wird. Nach POULOS et al. (1983) ist die klassische Form der Podotrochlose die Adhäsion der tiefen Beugesehne am Strahlbein. Insertionsdesmopathien: Durch Zerrung und Dehnung im Bereich der Ansatzstellen der Strahlbeinbänder kommt es zu Knochenzubildungen, die röntgenologisch als Konturveränderungen sichtbar werden (HERTSCH et al. 1982). Diese Veränderungen treten hauptsächlich 17

18 LITERATUR am Ligamentum distale impar (Strahlbein-Hufbein-Band) auf und zeigen sich als schalenförmige Apposition von Knochengewebe am Margo distalis des Strahlbeins, wodurch die Facies flexoria nach distal verlängert ist (TOTH 1989). Exostosen am proximalen Rand entsprechen einer Verstärkung der Insertion des Fesselbein- Strahlbein-Hufbein-Bandes. Diese breitflächig aufsitzenden Exostosen von spongiöser Struktur können zentral am Strahlbeinkörper oder an einem Flügel (meist medial) oder an beiden Flügeln (meist asymmetrisch) ausgebildet sein. Strahlbeinerkrankung mit Hufgelenksbeteiligung: Im Zuge einer Hufgelenkserkrankung mit erhöhtem Innendruck bei starker Belastung kann es zu einer Formveränderung der Canales sesamoidales am distalen Rand des Strahlbeines kommen, welche röntgenologisch zu erkennen ist. Bei starker Deformierung der Canales sesamoidales können diese zu Einbrüchen in der Facies flexoria führen und es kommt zu der unter Podotrochlose (s.o.) beschriebenen Krankheitsform (HERTSCH et al. 1982) Ätiologie und Pathogenese Den drei Grundformen des Podotrochlose-Syndroms (siehe 2.2.1) werden folgende unterschiedliche Ursachen zugeordnet (HERTSCH 1999): 1. Adaptationstheorie: Bei der Entstehung der Podotrochlose laufen am und im Strahlbein pathologische Adaptationsvorgänge ab. Nach dieser Theorie gehört auch die Entstehung der Ernährungslöcher am distalen Strahlbeinrand dazu. Auf das Strahlbein wirken repetierende Kräfte ein, die eine chronische Dauertraumatisierung mit Zerstörung von Mikrostrukturen bewirken, so daß die Regenerationsfähigkeit und das Adaptationsvermögen nicht ausreichen (WINTZER 1964, DÄMMRICH et al. 1983, DOIGE u. HOFFER 1983). 2. Ischämietheorie: FRICKER et al. (1982) sowie FRICKER und HAUSER (1984) sehen in den relativ häufig auftretenden Obliterationen und Stenosen der medialen Zehenseitenarterie eine Prädisposition für die Entstehung einer 18

19 LITERATUR Podotrochlose. Nach COLLES und HICKMANN (1977) liegen der Podotrochlose eine Thrombose oder Endarteriitis einiger oder aller distalen nutrifizierenden Strahlbeinarterien zugrunde. Dadurch kommt es von distalen Ernährungslöchern ausgehend zu einem massiven Zuwachs an kleinen Arteriolen, wodurch diese Löcher verändert erscheinen. Die zentralen Einbrüche entsprechen einer ischämischen Nekrose (COLLES u. HICKMANN 1977). Dagegen ist nach RIJKENHUIZEN (1990) bei Pferden mit Strahlbeinerkrankungen die Blutversorgung durch die distalen Arterien vermindert. Anzahl, Länge und Durchmesser der distal eintretenden Arterien nimmt ab und im Zusammenhang damit verändert sich auch die röntgenologisch sichtbare Form und Länge der Ernährungslöcher. Die verlängerten Ernährungslöcher umschließen dabei erweiterte Arterien, die pilzförmigen Kanäle umgeben enge, kurze, distale Arterien. RIJKENHUIZEN (1990) hält eine verminderte distale Arterienversorgung des Strahlbeins für bedeutend bei der Pathogenese der Strahlbeinerkrankungen. Dennoch werden durch eine experimentelle Unterbrechung der versorgenden Arterien keine typischen klinischen und röntgenologischen Veränderungen hervorgerufen. Ein gesundes Strahlbein kann durch sein komplexes Arteriennetz eine ischämische Unterversorgung zunächst ausgleichen. Wenn allerdings die arterielle Versorgung eines Knochenbezirks direkt unter der Sehnengleitfläche komplett verschlossen ist, entsteht ein Einbruch der Facies flexoria. Eine Reduktion der distalen Arterienversorgung des Strahlbeins könnte demnach eine Rolle in der Pathogenese der Strahlbeinerkrankungen spielen, ist aber vermutlich nicht der einzige Faktor. SVALASTOGA und SMITH (1983) sowie ROSE et al. (1983) halten eine Kombination aus erhöhtem Blutzufluß mit gleichzeitig vermindertem venösen Abtransport des Blutes für die Ursache der Pododtrochlose und die Quelle des Schmerzes. SMITH (1886) sieht eine physiologische Stauung in Ruhe und eine Anämie in Belastung mit daraus resultierender Schädigung der Knochenstruktur als Ursache für die Ausdehnung der Gefäßkanäle an. Andere Autoren stellen dagegen weder eine Ischämie, noch ischämische Nekrosen, sonstige Gefäßveränderungen oder Verschlüsse fest 19

20 LITERATUR (OSTBLOM et al. 1982, POULOS et al. 1983, ROONEY 1983, CAMPBELL u. MAC GREGOR 1983). 3. Drucktheorie: diese Theorie bezieht sich auf die Form des Podotrochlose- Syndroms, welche als Strahlbeinerkrankung mit Hufgelenksbeteiligung bezeichnet wird. Der erhöhte Gelenksdruck wird direkt intraartikulär im Hufgelenk gemessen (siehe 2.3.2). Durch die besondere anatomische Lage des Hufgelenks kann ein erhöhter Gelenksdruck sowohl zur Kompression der abführenden venösen als auch der zuführenden arteriellen Gefäße führen. SVALAGSTOGA und SMITH (1983) haben einen Überdruck im venösen System des Strahlbeins bei podotrochlosekranken Pferden festgestellt. Auch diese venöse Drucksteigerung kann eine Folge des erhöhten Gelenksdruckes im Hufgelenk sein. Die Druckerhöhung führt im distalen Bereich des Strahlbeins, an den Eintrittsstellen der Strahlbeinarterien, zu einer Kompression der arteriell zuführenden Gefäße. Deshalb ist der Gefäßverschluß nicht die Ursache sondern nur die Folge der Erkrankung und wird deshalb nur als sekundäres Zeichen angesehen (HERTSCH 1999). Primär sind chronische Reizungen des Hufgelenks mit einer vermehrten Füllung des Gelenks und Veränderungen der Viskoelastizität der Synovia Ursache der Drucksteigerung (HERTSCH 1999). Der Druck korreliert direkt mit dem Grad der Lahmheit, also mit dem lahmheitsverursachenden Schmerz. Andere Autoren beschreiben verschiedene andere mögliche Ursachen für die Entstehung des Podotrochlose-Syndroms: MEIER (1993) beschreibt die Veränderungen des erkrankten Strahlbeins als Sklerosierung der Spongiosa im Zentrum des Knochens. Zu Beginn der Erkrankung zeigt die normalerweise wenig dichte Spongiosakernzone eine zunehmende Dichte und erscheint dort kalzifiziert. Im fortgeschrittenen Stadium geht das Dichtemuster vollkommen verloren, es erfolgt eine hochgradige Sklerosierung. In der weniger kalzifizierten Schicht sind Defekte unterhalb der Gleitfläche zu erkennen. Der gesamte Knochen ist dicht und es erscheinen Resorptionslakunae. Die Zunahme der 20

21 LITERATUR Dichte ist durch eine erhöhte Mineralisation des Knochens bedingt. Im fortgeschrittenen Stadium verdicken sich die Trabekulae, und die verdickte subchondrale Knochenplatte ist vom sklerosierten Zentrum nicht mehr zu unterscheiden. Der pathologische Prozeß beginnt demnach mit der Sklerosierung während der Remodellierung des Knochens. Infolge des wachsenden und dann wieder gekürzten Hufes und dessen ungleicher Abnutzung kommt es zu einer wechselnden Richtung der Zehenachse und somit zu Änderungen der Belastungsrichtungen. Diese Richtungsänderungen der einwirkenden Druck- und Zugkräfte lösen nach DÄMMRICH et al. (1983) außerordentlich aktive Umbauvorgänge im Strahlbein aus. Wenn sich diese Umbauvorgänge durch ständige Wiederholung potenzieren, können sie das physiologische Maß der Adaptation überschreiten und zu Veränderungen führen. Neben Überbelastungen und vaskulären Erkrankungen werden weitere Ursachen für die Umbauvorgänge im Strahlbein untersucht. TOBLER (1992) fand z.b. bei strahlbeinlahmen Pferden die Serumphosphorkonzentration signifikant erniedrigt, die des ionisierten Kalziums dagegen signifikant erhöht. Er bewertet dieses als Ausdruck der ossären oder chondralen Veränderungen. Da es sich bei der Podotrochlose um einen langwierigen und langsam verlaufenden Prozeß handelt, wird die Erhöhung des Kalziums als Folge des erhöhten Knochenumbaus angesehen. LOWE (1974) sieht einen Zusammenhang mit der Kastration der Hengste, da Podotrochlose gehäuft bei Wallachen auftritt. WESTHUES (1938) stellt mit zunehmendem Alter der untersuchten Pferde ausgedehnte Abnutzungsformen des Strahlbeins fest. DIK et al. (1999) finden einen Zusammenhang zwischen der Form des Strahlbeins und dem Auftreten der Podotrochlose heraus (siehe ) und ermitteln in ihren Untersuchungen eine familiengebundene Tendenz für die Bereitschaft zur Podotrochlose durch die Vererbung der Strahlbeinform. STASHAK (1989) betrachtet die Podotrochlose als eine erbliche, durch einen steile Gliedmaßenstellung und ein schwaches Strahlbein bedingte Erkrankung. Insbesondere beim Laufen auf hartem, unebenem Boden bei hohem Tempo werden die auftretenden Erschütterungen des Strahlbeins durch eine steile Stellung der 21

22 LITERATUR Gliedmaße noch verstärkt. Das Strahlbein wird dabei gegen die tiefe Beugesehne gedrückt, was sich besonders bei kleinen Hufen durch eine schlechte Verteilung der Last negativ auswirken kann. Nach STRASSNER (1996) hat die Form des Hufes einen entscheidenden Einfluß auf die klinische Manifestation einer Strahlbeinlahmheit. Zu lange Eckstreben und Trachten üben demnach Druck auf die Strahlbeinregion aus und führen zu einer schmerzhaften Entzündung der Sohlenlederhaut, wobei das Strahlbein selbst nicht schmerzhaft ist. Um dem Schmerz auszuweichen, stellt das Pferd das Hufbein steiler, der Winkel zwischen Huf- und Kronbein verkleinert sich, wodurch das Strahlbein die beiden Arteriae digitales palmares abklemmt und es zu einer Erweiterung der Gefäße oberhalb dieser Staustelle kommt. Die Knochensubstanz baut sich durch den Ausdehnungsdruck der gestauten Gefäße ab. Die stärksten Gefäßerweiterungen sind bei Pferden mit einer mangelhaft oder gar nicht funktionierende Blutpumpe zu finden. Die Wirkung der Blutpumpe wird durch einen Beschlag, der den Hufmechanismus verhindert, und durch einen hochgradigen Bewegungsmangel eingeschränkt. Die klinischen Symptome verschwinden in der Studie von STRASSNER (1996) nach Wiederherstellung einer optimalen Hufkapselform und artgerechter Bewegung. Es wird sogar eine Verkleinerung der Gefäßlöcher beobachtet. Unterhalb der Staustelle herrscht Ischämie, so daß zunächst kein Schmerz wahrgenommen wird. Erst nach Ausweitung des Entzündungsherdes in normal durchblutete Regionen lahmt das Pferd. Als Ursache für das oft auch regional vermehrte Auftreten von Strahlbeinlahmheiten macht STRASSNER (1996) die von vielen Schmieden angestrebte Steilstellung des Hufes zur vermeintlichen Entlastung der Beugesehnen verantwortlich. Diese Steilstellung überlastet die vordere Hufbeinaufhängung, wodurch sich die Strahl- Eckstrebenlederhaut unterhalb der sogenannten Hufrolle entzündet. Ein genereller und unmittelbarer Zusammenhang zwischen der Gestalt der Gefäßlöcher und der klinischen Manifestation einer Strahlbeinlahmheit besteht nach STRASSNER (1996) laut Untersuchungen im Ausland nicht. Auch andere Autoren halten unsachgemäße Hufpflege und Beschlag für mögliche Auslöser einer Podotrochlose (WINTZER 1964, DÄMMRICH et al. 1983). 22

23 LITERATUR Als Ursache der Insertionsdesmopathie nennt TOTH (1989) eine einmalige, die physiologische Grenze deutlich überschreitende Krafteinwirkung oder eine sich wiederholende Zugbelastung unterschiedlicher Stärke, die zu einer Überdehnung oder zu einem Riß der Sharpey-Fasern führt. Diese in den Knochen eingebetteten Fortsetzungen der kollagenen Fasern bilden die eigentliche Verbindung mit dem Knochen. Im Rahmen der reparatorischen Vorgänge entsteht eine neue Verbindung der Sharpey-Fasern mit dem Knochen und es bilden sich periostale Exostosen. Nach Entstehungsart im Faserknorpel und Bandgewebe differenziert WILKINSON (1952) Knochengewebe, das von Osteoblasten im Bindegewebe gebildet, auf den verkalkten Faserknorpel des proximalen Strahlbeinrandes abgelagert oder aus Bindegewebe des proximalen Randes metaplasiert wird Strahlbeinfraktur Strahlbeinfrakturen sind selten (STASHAK 1989) und kommen meist an der Schultergliedmaße, bei Trabern auch an der Beckengliedmaße vor (DIETZ et al. 1999). Sie können infolge des Podotrochlose-Syndroms (sekundäre oder pathologische, gedeckte Strahlbeinfrakturen, sog. Spontanfrakturen) oder durch traumatische Schädigung des Hufes entstehen. STASHAK (1989) unterscheidet zwischen: Chip-Frakturen, einfachen Frakturen, Trümmerfrakturen und kongenitalen Zusammenhangstrennungen. Die Chip-Frakturen werden im Kapitel näher beschrieben. Einfache Frakturen können vertikal, leicht schräg (meistens dicht am Strahlbeinkamm) oder transversal verlaufen. Eine Dislokation findet in der Regel nicht statt, die Frakturteile sind aber röntgenologisch durch einen deutlich sichtbaren Frakturspalt getrennt. Trümmerfrakturen sind noch seltener als die einfachen Frakturen. Hierbei kann es zu einer proximalen oder distalen Dislokation der Fragmente kommen. Kongenitale Zusammenhangstrennungen werden nicht als echte Frakturen betrachtet (STASHAK 1989). 23

24 LITERATUR Bei gedeckten Strahlbeinfrakturen gehen die Pferde plötzlich hochgradig lahm. Die Pulsation der Mittelfußarterie ist verstärkt und der Trachtenspanngriff ist positiv. Bei frischen Frakturen ist die Ballengrube verstrichen (DIETZ et al. 1999). Die Diagnose erfolgt durch die Röntgenaufnahme nach Oxspring. Die seltenen Transversalfrakturen und eine Dislokation der Fragmente werden im lateromedialen Strahlengang deutlich (DIETZ et al. 1999). Bei traumatisch bedingten, gedeckten Frakturen und bei Spontanfrakturen kann eine frühzeitige Osteosynthese nach Németh unter Röntgenkontrolle mit anschließendem Hochstellen der Trachten und einem Beschlag mit Trachtennagelung von Erfolg sein. Bei Spontanfrakturen ist die Heilung jedoch schlechter als bei intakter Knochenstruktur, da es zum Abbau von Knochengewebe kommen kann. Röntgenologisch ist auch bei guter Heilung nach Monaten noch keine Kallusbildung im Frakturspalt nachweisbar, da sich lediglich bindegewebiger Kallus bildet (DIETZ et al. 1999) Podotrochlitis (infectiosa) Durch das Eindringen von spitzen oder scharfen Gegenständen kann es zu Verletzungen und Wundinfektionen der Bursa podotrochlearis kommen (DIETZ et al. 1999). Es kommt zu einer hochgradigen Lahmheit mit gestörtem Allgemeinbefinden. Der Fremdkörper durchsticht meist von der seitlichen Strahlfurche aus in proximokaudaler Richtung die tiefe Beugesehne und eröffnet und infiziert die Bursa podotrochlearis. Aus dem Stichkanal entleert sich anfangs normale, später getrübte Synovia. Die Wundinfektion wird durch Fäulniskeime, sporenlose Anaerobier und Tetanuserreger ausgelöst. 2.3 Diagnostik des Podotrochlose-Syndroms Die Diagnostik des Podotrochlose-Syndroms wird nach den Regeln der Orthopädie durch die klinische Diagnostik (Adspektion, Palpation, Beurteilung der Funktionsstörung im Schritt und Trab auf hartem Boden, Provokationsproben), die 24

25 LITERATUR diagnostischen Anästhesien und weiterführender spezieller Untersuchungen durchgeführt (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b) Klinische Diagnostik Die Anamnese ist bei dem Podotrochlose-Syndrom oft unspezifisch. Meist besteht seit längerer Zeit eine intermittierende Lahmheit leichten Grades, die oft als eine Schulterlahmheit eingeschätzt wird (ACKERMANN et al. 1977). Bei der Adspektion in Ruhe fällt auf, daß erkrankte Pferde die Vordergliedmaßen abwechselnd gestreckt nach vorne stellen um den schmerzhaften hinteren Hufbereich zu entlasten (SILBERSIEPE et al. 1986). Nach HERTSCH (1991) gibt es keine typische Hufform für das Podotrochlose- Syndrom. Die Hufe können als Folge falscher Hufpflege spitz sein, die Trachten sind dann untergeschoben, flach oder eingerollt und die Zehenachse ist oft im Hufund/oder Krongelenk überstreckt gebrochen. Beim Vorführen im Schritt und Trab auf hartem Boden fällt ein schleppender, gebundener, klammer Gang, unter Umständen mit Tendenz zum Stolpern auf (GIBSON u. STASHAK 1990). Die Erscheinungen können von einer undeutlichen bis geringgradigen Funktionsstörung bis zu einer gering- bis mittelgradigen Stützbeinlahmheit reichen. Dabei ist die zweite Stützbeinphase mit der Überstreckung im Hufgelenk verkürzt. Die Lahmheit besteht oft beidseitig, wobei meist eine Seite stärker betroffen ist. Auf weichem Boden ist die Lahmheit undeutlicher ausgeprägt (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b). Die Palpation ist meistens wenig ergiebig. Bei akutem Krankheitsschub kann die Pulsation der Digitalarterien verstärkt sein. Eine Schmerzreaktion bei der tiefen Palpation der Ballengrube kann Hinweise auf eine Tendopathie oder eine Podotrochlose im engeren Sinne liefern. Eine Hufgelenkbeteiligung wird durch eine fluktuierende Schwellung des dorso-proximalen Rezessus im Bereich der Krone deutlich (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b). Es werden unterschiedliche Provokationsproben zur Diagnostik des Podotrochlose- Syndroms angewendet: 25

26 LITERATUR Bei der Beugeprobe erfahren Strahlbein und die das Strahlbein fixierenden Weichteile eine Kompression zwischen Huf- und Kronbein (TURNER 1989, GIBSON u. STASHAK 1990). Ein positiver Ausfall dieser Probe gibt Hinweise auf schmerzhafte Prozesse an der Beuge- und Streckseite der Gliedmaße (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b). Für den positiven Ausfall von Proben auf Wende- und Rotationsschmerz sind häufig röntgenologisch nachweisbare Randexostosen an Huf- und/oder Krongelenk verantwortlich (HERTSCH u. BEERHUES 1988). KNEZEVIC (1975) und KELLER (1976) messen den Hyperextensionsproben (Keiloder Brettprobe) eine besondere Bedeutung beim Podotrochlose-Syndrom bei. Die Untersuchungen auf Druckschmerzhaftigkeit mit der Hufuntersuchungszange (BEEMANN 1986) oder dem Holzkeil (MOYER 1989, TURNER 1991) sind unspezifisch (KOEPCHEN 1994). Da Lahmheit und positive Provokationsproben nicht immer eine gemeinsame Ursache haben müssen, sind die genannten Proben nicht spezifisch (CHRISTIANSON u. REINERTSON 1984) Diagnostische Anästhesien und Hufgelenksdruckmessung Zur Differenzierung einer Strahlbeinlahmheit stehen Leitungs-, Gelenk- und Schleimbeutelanästhesien zur Verfügung. Zur Diagnose eines Podotrochlose-Syndroms sind die Leitungsanästhesien der Rami tori digitales (Rami pulvini) und die tiefe Palmarnervenanästesie (TPA) von Bedeutung. Für diese Anästhesien wird z.b. Lidocain (2%ig) mit Sperrkörper verwendet. Die Haut wird desinfiziert und das Anästhetikum mittels einer dünnen Kanüle (0,7 mm Ø) am aufgehobenen Bein injiziert. Die Wirkung wird nach ca. 15 Minuten überprüft und dauert ca. 2 Stunden an. Bei der Rami tori-anästhesie werden medial und lateral an der Innenkante des Hufknorpels je 2 ml Anästhetikum ca. 2 cm tief appliziert (WISSDORF et al. 1998). Dadurch werden die Endäste der Nervi digitales palmares medialis et lateralis mit 26

27 LITERATUR anästhesiert, die unter anderem die sogenannte Hufrolle versorgen. Der Ramus tori digitalis selbst versorgt nur den Ballenbereich (WISSDORF et al. 1998). Somit werden durch diese Anästhesie folgende Strukturen desensibilisiert: das Ballenpolster und die dazugehörige Lederhaut sowie die Nervi digitales palmares medialis et lateralis und daduch große Teile der Bursa podotrochlearis, das Ligamentum sesamoideum distale impar, palmare und seitliche Bereiche des Hufgelenks und palmare Anteile der Wand-, Sohlen- und Strahllederhaut (WISSDORF et al. 1998). Bei der tiefen Palmarnervenanästhesie (TPA) werden medial und lateral je 3-4 ml Anästhetikum im proximalen Drittel der Fesselbeuge am Dorsalrand der tiefen Beugesehne subkutan an die Nervi digitales palmares medialis et lateralis injiziert. Durch diese Anästhesie wird jeweils das palmare Drittel des Hufbeins, der Wandund Sohlenlederhaut und des Huf- und Krongelenks, das gesamte Strahlbein, die Bursa podotrochlearis, die distalen Gleichbeinbänder, distale Teile der oberflächlichen und tiefen Beugesehne und ihre Fesselbeugesehnenscheidenanteile, Strahl- und Ballenpolster mit der dazugehörigen Lederhaut sowie der distopalmare Hautbereich der Fesselbeuge schmerzunempfindlich (WISSDORF et al. 1998). HERTSCH und HÖPPNER (1999a) bewerten den positiven Ausfall dieser Anästhesie oder das Umspringen der Lahmheit als einen deutlichen Hinweis auf eine Strahlbeinlahmheit. Sie sind jedoch der Meinung, daß eine Differenzierung in die verschiedenen Erkrankungsformen des Podotrochlose-Syndroms allein durch Leitungsanästhesien nicht möglich ist. Bei der Hufgelenksanästhesie werden 6 ml eines Lokalanästhetikums ohne Sperrkörper nach Scheren, gründlicher Reinigung und Desinfektion in den dorsalen Recessus des Hufgelenks injiziert. Das Pferd sollte mittels Nasenbremse ruhiggestellt werden, die Injektion erfolgt bei belasteter Gliedmaße. Die Injektionsstelle liegt 1 cm proximal des Kronsaums und 1,5 cm lateral oder medial der Hufmitte (STASHAK 1989). Die Kanüle wird vertikal eingestochen und nach distal, axial und in Richtung Strahlspitze vorgeschoben. 27

28 LITERATUR Die Bedeutung des diagnostischen Wertes der Hufgelenksanästhesie zur Differenzierung von Strahlbeinlahmheiten wird kontrovers diskutiert. Eine direkte anatomische Verbindung zwischen dem Hufgelenk und der Bursa podotrochlearis wird von HERTSCH et al. (1982), HERTSCH und STEFFEN (1986), GIBSON et al. (1990) und BREIT (1995) ausgeschlossen. PLEASANT et al. (1997) zeigen jedoch, daß die Gliedmaßenfunktion von Pferden mit einer induzierten Bursitis des Hufrollenschleimbeutels nach einer Hufgelenksanästhesie deutlich verbessert ist. BOWKER et al. (1996) und HERTSCH und HÖPPNER (1999a) halten eine Anästhesie der angrenzenden Nerven bei der Hufgelenksanästhesie für möglich. Für sie hat die Hufgelenksanästhesie zur Differenzierung einer Strahlbeinlahmheit an diagnosischem Wert deutlich verloren. Nach HÖPPNER (1993) kann die Hufgelenksanästhesie durch die Hufgelenksdruckmessung bei der Diagnostik von Strahlbeinlahmheiten ersetzt werden. In der Klinik für Pferde der Tierärztlichen Hochschule Hannover werden beide Verfahren kombiniert, da bei der alleinigen Hufgelenksdruckmessung ca. 12 % falsch positive oder falsch negative Ergebnisse vorkommen (PAURITSCH et al. 1999). Das Hufgelenk des Pferdes nimmt eine Sonderstellung ein, da es durch die starre Hornkapsel begrenzt ist, so daß ein Druckanstieg von großem diagnostischem Wert ist (HERTSCH u. HÖPPNER 1993). In einem gesunden Gelenk sorgt die Viskoelastizität der Synovia für den Druckausgleich bei Bewegung und im Stand. Im Zuge eines entzündlichen Gelenkergußes nimmt die Viskoelastizität ab. Durch die starre Hufkapsel gibt es wenig Möglichkeiten des Druckausgleiches, so daß es zu einem Anstieg des Gelenkdruckes kommt. Werte über 20 mm Quecksilbersäule bei beidseitiger Gliedmaßenbelastung und über 40 mm bei aufgehobener Gegengliedmaße werden als vermehrte Füllung und eingeschränkte Funktion der Synovia gewertet (SCHÖTT 1989, HÖPPNER 1993). Die Injektion in die Bursa podotrochlearis erfolgt von der Fesselbeuge aus zwischen den Ballen an der Basis der Ballengrube (STASHAK 1989). Nach 28

29 LITERATUR subkutaner Lokalanästhesie und Vorbereitung wie für eine Gelenkspunktion wird mit einer 0,9/25-mm-Kanüle nach dorsal entlang der Mittellinie und parallel zur Sohle eingestochen. Wenn die Kanüle auf Knochen trifft, ist die Bursa durchstochen. Die Kanüle wird etwas zurückgezogen und 5 ml Lokalanästhetikum ohne Sperrkörper injiziert. Die Anästhesie der Bursa ist nicht sicher durchzuführen. Um das Risiko falschpositiver oder falschnegativer Ergebnisse zu minimieren, sollte die Injektion unter röntgenologischer oder flouroskopischer Kontrolle erfolgen (VERSCHOOTEN et al. 1990, DYSON u. KIDD 1993, HERTSCH 1993, WISSDORF et al. 1998). Bei einem positiven Ausfall dieser Anästhesie ist eine pathologische Veränderung der Bursa selbst, des Strahlbeins und/oder seiner Bänder und/oder der tiefen Beugesehne sehr wahrscheinlich (DYSON 1993). Untersuchungen von BOWKER et al. (1996) haben aber gezeigt, daß - wie bei der Hufgelenksanästhesie - auch aus der Bursa eine Diffusion von Anästhetikum an angrenzende neurovaskuläre Bündel erfolgt. Nach WISSDORF et al. (1998) besteht zudem auch die Möglichkeit einer Diffusion durch das Strahlbein-Hufbein-Band in den Hufgelenksbereich. Damit verliert auch diese Anästhesie an diagnostischem Wert für die Differenzierung der Strahlbeinlahmheit, da eine selektive Beurteilung der exponierten Oberflächen nicht möglich ist Röntgenologische Untersuchung des Strahlbeins Die Voraussetzung für eine routinemäßig anwendbare diagnostische Methode zur röntgenologischen Untersuchung des Strahlbeins ist die einfache Durchführbarkeit bei dennoch ausreichender Standardisierung (GERES u. KÖPPEL 1983). Die röntgenologische Darstellung des Strahlbeins ist in drei verschiedenen Projektionsebenen möglich: 1. Lateromedialer Strahlengang: bei dieser Aufnahme treffen die Röntgenstrahlen Objekt und Film im rechten Winkel und können das Objekt (Strahlbein) überlagerungsfrei darstellen. Insbesondere bei der röntgenologischen Darstellung des Strahlbeins machen Überlagerungen eine Auswertung oft unmöglich. Die 29

30 LITERATUR Gliedmaße wird zur Erstellung der latero-medialen Projektion auf einen ausreichend hohen Klotz gestellt. Der Zentralstrahl wird von lateral auf die Verlängerung der tiefen Beugesehne ca. 2 cm unterhalb des Kronrandes in Verlängerung der Verbindungslinie der Ballen gerichtet. Die Platte steht senkrecht medial der Gliedmaße. Die Aussagekraft dieser Darstellung beschränkt sich nach KLESSINGER (1973) auf Konturveränderungen. Nach SEYREK-INTAS et al. (1999) können neben Zubildungen am Margo proximalis und distalis aber auch die Dicke, Struktur und Oberfläche der Knochenendplatte, die Struktur der Spongiosa und die Canales sesamoidales beurteilt werden. 2. Dorsopalmarer Strahlengang: zu dieser Darstellung des Strahlbeines im dorsopalmaren Strahlengang werden von OXSPRING (1935) folgende zwei Methoden beschrieben: - high coronary route : hierbei steht das Pferd mit dem Huf auf der Kassette und der Zentrahlstrahl wird von dorsal aus unterschiedlichen Winkeln - 80 (OLSSON 1954), 60 (CARLSON 1967, CAMPBELL u. LEE 1972), 55 (ADAMS 1966) oder 45 (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1972) - auf den Kronsaum gerichtet. - upright pedal route : bei dieser häufig auch als Oxspring-Aufnahme bezeichneten Methode steht der Huf auf der Spitze, der Zentralstrahl ist auf den Kronsaum gerichtet und verläuft parallel zum Boden. Die Kassette steht dabei senkrecht palmar des Hufes. Zur Verminderung des Streustrahlenanteils wird in der konventionellen Röntgentechnik ein Streustrahlen-Raster (siehe 2.7.1) verwendet (OXSPRING 1935). Nach HERTSCH und ZELLER (1977) kommt dieser Darstellung die größte Bedeutung zu. Für die Oxspringtechnik werden Winkel von 45 (OXSPRING 1935, SCHEBITZ u. WILKENS 1973), 55 (NUMANS u. VAN DER WATERING 1973) oder 60 (HERTSCH u. ZELLER 1977) der Sohlenfläche zum Boden als optimal angegeben. Je stärker die Zehe eingebeugt wird umso höher liegt der distale Strahlbeinrand über dem Hufgelenkspalt. Zur Standardisierung der Oxspring-Aufnahme mit konstanter Beugung der Zehe und Winkelung der Sohle zum Boden (60 ) wird der Huf auf dem sog. Oxspring-Klotz aus Plexiglas geröngt (HERTSCH u. ZELLER 1977). 30

31 LITERATUR Einige Zuchtverbände oder Nationen haben genaue Anforderungen an die Maße und die Beschaffenheit des zu verwendenden Oxspring-Klotzes. Der Zuchtverband der Friesenpferde z.b. schreibt einen Klotz aus Holz vor, in dem sich die Hufspitze 16 cm über dem Boden befindet und die Sohlenfläche einen Winkel von 55 zum Boden einnimmt. GERES und KÖPPEL (1983) beschreiben zwei weitere Aufnahmetechniken im dorsopalmaren Strahlengang: die Extremität wird angehoben, die distalen Extremitätenteile hängen frei nach unten. Durch Druck mit der Filmkassette gegen die Sohlenfläche wird der Huf in die gewünschte Lage gebracht. Dabei unterscheiden die Autoren zwei Positionen: bei der ersten wird die Sohlenfläche des Hufes plan an die senkrecht gehaltene Kassette gedrückt. Das Strahlbein wird hierbei in die Mitte des Kronbeines projiziert und der kaudale Rand des Margo proximalis wird gut dargestellt. Bei der zweiten Position wird die Extremität mit der Kassette so positioniert, daß die dorsale Hufwand parallel zur senkrecht gehaltenen Kassette liegt. Hierdurch wird der Margo distalis gut dargestellt. Als Vorteil gegenüber der Aufnahmetechnik nach Oxspring sehen die Autoren die bessere Toleranz durch die Pferde, den geringeren personellen Aufwand und den geringeren Bedarf an Hilfsmitteln. Allerdings sind zur vollständigen Beurteilung des Strahlbeins zwei Aufnahmen im dorsopalmaren Strahlengang nötig und die Aufnahmebedingungen lassen eine große Varianz und somit schlechtere Vergleichbarkeit zu. 3. Tangentialer Strahlengang: diese Aufnahmetechnik zur Darstellung der Facies flexoria wurde erstmals von MORGAN (1972) beschrieben. Das Pferd steht in überstreckter Stellung auf dem Abbildungssystem, der Zentralstrahl ist von kaudal - in unterschiedlichen Winkeln von 30 (MORGAN 1972), 55 (ROSE u. TAYLOR 1978) oder 45 und mehr (UELTSCHI 1983) zum Boden - in die Fesselbeuge gerichtet. Diese Technik ermöglicht eine weitgehend überlagerungsfreie Darstellung fast in der ganzen Breite des Strahlbeins. Besonders gut zu beurteilen sind hiermit Zubildungen der Facies flexoria, die Stärke und Struktur der subchondralen Gleitflächenkompakta, die Übergangszone Kompakta-Spongiosa und die Spongiosastruktur einschließlich der Canales sesamoidales. Außerdem können in 31

32 LITERATUR dieser Projektion Einbrüche der Sehnengleitfläche von zystoiden Defekten im Strahlbein unterschieden werden (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b). Nach SEYREK- INTAS et al. (1999) sind zusätzlich Konturveränderungen des Strahlbeins an den Seitenenden zu beurteilen. Für eine qualifizierte radiologische Diagnose ist immer die Anfertigung von Aufnahmen in allen drei Projektionen (lateromedial, dorsopalmar, tangential) notwendig (UELTSCHI 1999a, SEYREK-INTAS et al. 1999). Nach HORNKAMP (1991) sollte die Tangentialaufnahme generell bei Ankaufsuntersuchungen und Gutachtenerstellung angefertigt werden. Andere Autoren halten die tangentiale Aufnahme dagegen für nicht unbedingt notwendig (VERSCHOOTEN et al. 1987) oder beurteilen ihren Wert kritisch (TELLHELM 1984, RECKELS 1991). Einige Autoren schlagen zwei weitere Aufnahmen in Winkeln von 45 und 315 auf dem Oxspring-Klotz für eine röntgenologische Beurteilung des Strahlbeins vor, um Knochenzubildungen an den Seitenenden (Insertionsdesmopathien) beurteilen zu können (OXSPRING 1935, MORGAN 1972, HERTSCH u. ZELLER 1977, HERTSCH u. BEERHUES 1988) Weitere bildgebende Verfahren zur Untersuchung des Strahlbeins Zur direkten Darstellung des Strahlbeins des Pferdes stehen konventionelle und moderne digitale Verfahren zur Verfügung. Zu den konventionellen bildgebenden Verfahren gehören die Röntgentechnik mit Verwendung eines Film-Folien-Systems und die Verwischungstomographie. Bei den modernen digitalen bildgebenden Verfahren wird zwischen Projektionsverfahren und überlagerungsfreien Schnittbildverfahren unterschieden. Zu den Projektionsverfahren zählen: 1. Digitale Lumineszenzradiographie (DLR) -Übersichtsaufnahmen -Verwischungstomographie 32

33 LITERATUR 2. Digitale Bildverstärker-Fernsehradiographie Die überlagerungsfreien Schnittbildverfahren umfassen folgende Techniken: 1. Sonographie (Ultraschall) 2. Computertomographie (CT) 3. Kernspintomographie (Magnet-Resonanz-Tomographie, MRT) Die Bursa podotrochlearis kann mit Hilfe der Endoskopie direkt eingesehen werden. Zur indirekten Feststellung der Lokalisation wird die Szintigraphie und vereinzelt die Thermographie eingesetzt Verwischungstomographie Bei der Verwischungstomographie bewegen sich Röntgenröhre und Film gegensinnig auf koordinierten z.b. kreisförmigen Bahnen zueinander. Es werden bevorzugt Details in der Objekttiefe abgebildet (HERTSCH et al. 1988). Ein Detail der gewählten Schichtebene wird auf dieselbe Stelle des Röntgenfilms projiziert und somit scharf abgebildet. Details in darüber- oder darunterliegenden Ebenen ändern während der Bewegung ständig ihre Projektion und werden verwischt dargestellt. Die Belichtungszeit bei diesem Verfahren beträgt 3 s. Mit Hilfe dieses Verfahrens können die Canales sesamoidales und die Knochenkonturen des Strahlbeins, insbesondere Zubildungen, gut dargestellt werden. Bedingt durch die Verwischung sind jedoch keine Strukturen mehr erkennbar. Deshalb ist die Verwischungstomographie lediglich eine ergänzende röntgenologische Methode zur Darstellung des Strahlbeins nach Oxspring. Aufgrund der schwierigen technischen Durchführbarkeit am lebenden Pferd, sowie des hohen Geräteaufwandes, hat diese Methode allerdings zur Zeit keine praxisrelevante Bedeutung. 33

34 LITERATUR Sonographie (Ultraschall) Zur Darstellung des Strahlbeins und der Hufrolle mit ihren Weichteilstrukturen mit Hilfe der Sonographie werden zwei Methoden beschrieben: 1. Die Ultraschall-Untersuchung erfolgt am stehenden Pferd nach Scheren und Rasieren des Bereiches zwischen den Ballen in der Medianebene unter Verwendung eines 7,5 MHz-Schallkopfes (HAUSER et al. 1982). Unter der Haut erscheint die tiefe Beugesehne im Ultraschallbild hypoechogen, das Strahlbein dahinter hyperechogen. Von diesen beiden Strukturen begrenzt liegt die Bursa podotrochlearis als anechogener Bereich dazwischen. Bei der Projektion in der Ebene proximal des dorsalen Strahlbeinrandes sind die kollateralen Unterstützungsbänder des Strahlbeins zu erkennen. Mit Hilfe der Ultraschall-Untersuchung können pathologische Veränderungen wie Verdichtungen in der Synovialflüssigkeit, zusammengesetztes flüssiges Transsudat und fibröse Läsionen im Gelenk und/oder der Bursa podotrochlearis sichtbar gemacht werden. Veränderungen im Weichteilgewebe, die mit konventionellen radiologischen Techniken nicht sichtbar werden, wie Flüssigkeitsansammlungen, Hämarthrose und Veränderungen an der Sehne können so dargestellt werden (HAUSER et al. 1982). 2. BUSONI und DENOIX (1999) beschreiben die transcuneale Ultraschalluntersuchung zur Diagnostik der Podotrochlose vom Strahl aus. Mit dieser Technik werden die palmare Fläche des Strahlbeins, der distale Abschnitt der tiefen Beugesehne und deren Insertionsfläche am Hufbein dargestellt. Unregelmäßigkeiten der Facies flexoria, der knöcherne Umbau des distalen Randes des Strahlbeins, Insertionsdesmopathien am Hufbein und Unfangsvermehrungen des Ligamentum sesamoideum distale impar lassen sich so feststellen. In der Routinediagnostik der Strahlbeinlahmheiten hat die Sonographie zur Zeit jedoch keine Bedeutung. 34

35 LITERATUR Computertomographie Mit der Computertomographie können überlagerungsfreie Schnittbilder hergestellt werden (HERTSCH et al. 1988). Dabei rotiert eine Röntgenröhren-Detektor-Einheit um das Objekt und mißt die jeweiligen Schwächungsprofile. Mit Hilfe eines Computers werden die Schwächungswerte in ihrer örtlichen Verteilung berechnet und es entsteht ein rekonstruiertes elektronisches Röntgenbild. Auf den CT-Bildern sind die zentrale spongiöse Knochenstruktur sowie periphere Sklerosierungen und die Formen der Canales sesamoidales besonders deutlich zu erkennen (HERTSCH u. HÖPPNER 1999b). Die computertomographischen Aufnahmen haben im Vergleich mit den konventionellen Röntgenbildern eine geringere Struktur- und Konturauflösung. Dagegen sind die Canales sesamoidales und die Dichteverteilung im Knochen mit dieser Technik ganz besonders exakt darstellbar. So kann z.b. ein zentraler Einbruch der Sehnengleitfläche eindeutig von einem cystoiden Defekt differenziert werden. Als ergänzende Methode ist dieses Verfahren durchaus bedeutsam (TIETJE 1995). Die Computertomographie kann allerdings nur am narkotisierten Pferd mit den dadurch bedingten Kosten und Risiken angewendet werden Kernspintomographie Dieses Verfahren wird auch als Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) bezeichnet und beruht auf dem Prinzip der Kernspinresonanz. Dabei werden die Eigendrehimpulse insbesondere der Wasserstoffatome diagnostisch genutzt. Durch ein außen angelegtes starkes Magnetfeld richten sich die Wasserstoffatome gleichsinnig aus. Wird diese Ausrichtung der Kernspins durch bestimmte Hochfrequenzimpulse gestört, so tritt eine kernmagnetische Resonanz auf. Ein Hochfrequenzempfänger nimmt die Kernresonanzsignale und die Relaxationszeiten auf und leitet sie zu einem Computer zur Bilderzeugung. Um Schichtaufnahmen des Organismus zu erhalten, werden nur die Wasserstoffkerne der abzubildenden Körperschicht angeregt. Mit Hilfe der Relaxationszeiten kann die Bindungsart des Wasserstoffs und somit der 35

36 LITERATUR Gewebecharakter ermittelt werden. Für dieses Verfahren sind keine ionisierenden Strahlen notwendig. Bei den kernspintomographischen Untersuchungen werden Knochenkompakta und sklerosierte Zonen schwarz dargestellt, spongiöse Strukturen und hyaliner Knorpel erscheinen dagegen fast weiß. Das Strahlbein zeigt sich als unscharfes und dunkles Gebilde, Canales sesamoidales sind nicht erkennbar. Die Kernspintomographie liefert ausgezeichnete Kontraste in wasserstoffreichen Weichteilgeweben. Zur Darstellung von wasserstoffarmen Geweben wie z.b. dichtem, sklerosiertem Knochen des Strahlbeins ist dieses Verfahren jedoch nicht geeignet (HERTSCH et al. 1988) Endoskopie Die endoskopische Untersuchung der Bursa podotrochlearis ermöglicht z.b. bei septischen Entzündungen direkt das Ausmaß der Verletzung und Entzündung zu beurteilen sowie durch Spülung des kontaminierten Schleimbeutels die Heilung zu unterstützen (WRIGHT et al. 1999). Nach TIETJE et al. (2000) können die einsehbaren Strukturen optimal beurteilt und z.t. auch behandelt werden. Die Übersichtlichkeit des nur kleinen synovialen Raumes wird durch pathologische Prozesse wie Zottenhypertrophie und Adhäsionen allerdings eingeschränkt. Nach JAHN und SILL (2000) sind die dorsopalmare Kante des Strahlbeins, seine Sehnengleitfläche, der bursaseitige Anteil der tiefen Beugesehne und die Innenauskleidung der Bursa endoskopisch einzusehen und zu beurteilen Szintigraphie Bei der Knochenszintigraphie (UELTSCHI 1999 a+b) wird durch Inkorporation von radioaktiven knochengängigen Verbindungen die aktuelle Stoffwechsellage des Knochens bildlich dargestellt. Es handelt sich um eine sensible Untersuchungsmethode, die geeignet ist, kleinste Störungen des Knochenstoffwechsels nachzuweisen. Die Untersuchung wird am stehenden sedierten oder liegenden Pferd durchgeführt und umfaßt soleare und seitliche Aufnahmen der Hufe. Der Pool wird von beiden Hufen sofort nach der intravenösen 36

37 LITERATUR Applikation der radioaktiven Verbindung registriert, gibt Auskunft über die lokalen Perfusionsverhältnisse im Huf und kann vom Spätbild subtrahiert werden, um dessen Qualität zu verbessern. Die Spätphase wird frühestens nach zwei Stunden aufgenommen. Die lokale Verteilung kann entsprechend der Stoffwechsellage normal sowie lokal oder generalisiert vermehrt oder vermindert sein. Untersuchungen (UELTSCHI 1977, 1980) haben gezeigt, daß gesunde Pferde keine oder nur schwache Anreicherung, Pferde mit Podotrochlose dagegen eine sehr intensive Speicherung aufweisen. Diese Tatsache ermöglicht eine Beurteilung von fraglichen Röntgenveränderungen. Weist ein Pferd mit einem Röntgenbefund keine vermehrte Stoffwechselaktivität im Strahlbein auf, dann ist die klinische Bedeutung der Röntgenveränderung nicht gegeben. Es gibt jedoch auch Pferde mit erhöhter Speicherung im Strahlbein, die weder klinische noch röntgenologische Anzeichen einer Podotrochlose aufweisen. Andererseits können röntgenologisch hochgradig veränderte Strahlbeine ohne vermehrte Knochenaktivität auftreten (Negativkontrast). Zur Quantifizierung der szintigraphischen Bilder wird die Anreicherung im Strahlbein mit der in den Hufbeinästen verglichen. Eine erhöhte Speicherung wird als Frühsymptom einer Podotrochlose gewertet, wenn eine lokale Anreicherung, ein Aktivitätsunterschied zum Hufbeinast und eine Anreicherung auch auf der seitlichen Aufnahme vorliegen (UELTSCHI 1999a). Ein vermehrter Knochenumbau im Strahlbein, welcher jedoch nicht zwangsläufig mit der Manifestation einer Podotrochlose kombiniert sein muß, kommt durch Überbelastung z.b. bei Fraktur der kontralateralen Seite oder bei Springpferden mit extremer Belastung vor. Eine vermehrte Speicherung im Strahlbein kann somit beim Fehlen von klinischen und radiologischen Veränderungen nicht zur Diagnose Podotrochlose führen, sondern wird als Strahlbeinirritation bezeichnet. Es kann sich hierbei um einen vorübergehenden, erfolgreichen Reparationsvorgang oder einen physiologisch bedingten Umbau handeln. Neben dem Strahlbein können auch folgende Strukturen im palmaren Huf eine vermehrte Speicherung aufweisen: die 37

38 LITERATUR Bursa podotrochlearis, die Insertionsstelle der tiefen Beugesehne am Hufbein, der Hufknorpel und die Hufbeinäste (PÜTZ 1993). Die Knochenszintigraphie sollte immer im Zusammenhang mit der klinischen und einer sorgfältigen Röntgenuntersuchung interpretiert werden (UELTSCHI 1999a+b) Thermographie Mit Hilfe der Thermographie wird die Oberflächentemperatur eines Körpers durch Messung der von ihm emittierten Infrarotstrahlung bildhaft dargestellt (WEIL et al. 1998). Eine Entzündung (Rubor, Tumor, Calor, Dolor, Funktio laesa) geht mit einer Hyperämie einher, die im Rahmen einer Thermographie als vermehrt warmer Bereich ( Hot spot ) deutlich wird und so zur Lokalisation einer Lahmheitsursache dienen kann. Im Gegensatz zu anderen bildgebenden Verfahren, die morphologische Veränderungen an Knochen und Weichteilen darstellen, wird bei der Thermographie nur ein indirekter Hinweis auf pathophysiologische Zustände gegeben. Neben krankhaften Zuständen wird die Körperoberflächentemperatur auch beeinflußt durch: Umgebungstemperatur, Luftströmung, Medikamente, physikalische Maßnahmen (z.b. Duschen), Verbände, Bewegung, Haarlänge, Haardichte, Pigmentierung und Sonnenlicht. Es werden immer beide Vordergliedmaßen jeweils von dorsal, lateral, medial und palmar bzw. plantar vergleichend untersucht und mit Hilfe eines Softwareprogramms die Temperaturdifferenzen der einzelnen Regionen bestimmt. Die Wärmeverteilung folgt an den Gliedmaßen dem Verlauf der großen Gefäße und ist aufgrund individueller Variationen der Gewebedurchblutung und des Metabolismus von Pferd zu Pferd unterschiedlich. Das Temperaturverteilungsmuster ist weitgehend kontralateral symmetrisch. Bei lahmheitsfreien Pferden besteht kein signifikanter Unterschied zwischen linker und rechter Gliedmaße, bei lahmen gibt es dagegen signifikante Unterschiede der absoluten Temperaturdifferenzen. Ein hochsignifikanter Unterschied ergibt sich bei Pferden mit den Diagnosen Podotrochlose, Pododermatitis und Tendopathie. Allerdings unterscheiden sich hier die Temperaturdifferenzen nicht nur in den betroffenen Regionen, sondern auch in anderen Gliedmaßenregionen hochsignifikant. 38

39 LITERATUR Der Nutzen der Thermographie im Bereich der Lahmheitsdiagnostik beim Pferd wird kontrovers diskutiert. Ein Vorteil stellt die berührungslose und ungefährliche Anwendung dar. Auf jeden Fall müssen zur genauen Diagnosefindung nach Auffinden eines verdächtigen Bereiches weitere Untersuchungen vorgenommen werden. Eine mögliche Indikation für die Anwendung der Thermographie stellt die Kontrolle von Therapieverläufen auch nach Abklingen der klinischen Lahmheitssymptome dar (WEIL et al. 1998). 2.4 Die spezielle Röntgenuntersuchung des Strahlbeins mit der Technik nach Oxspring Das Röntgenbild des gesunden Strahlbeins Im dorsoproximo-palmarodistalen (im folgenden als dorsopalmar bezeichnet) Strahlengang wird das Strahlbein mit glatten Konturen in der einem Weberschiffchen ähnlichen Form abgebildet. Es können dabei erhebliche rasse- und altersbedingte Größen- und Formunterschiede auftreten. Ein gesundes Strahlbein ist symmetrisch (WINTZER 1964, HERTSCH u. ZELLER 1977) und stellt sich im Röntgenbild als Spiegelbild der kontralateralen Gliedmaße dar (BUTLER et al.1993). Der proximale Rand des Röntgenbildes des Strahlbeins besteht aus zwei Linien. Die proximale Linie stellt die Kontur der Facies flexoria dar und ist immer konvex. Die distale Linie, welche die proximale Gelenkgrenze darstellt, ist normalerweise gerade, kann aber auch konkav, undulierend oder konvex sein (DIK et al. 1995). Der distale Rand besteht ebenfalls aus zwei Linien, wobei die proximale die Kontur der Facies articularis und die distale die der Facies flexoria darstellt (HERTSCH u. ZELLER 1977). Im mittleren Teil ist dieser Rand gerade, zu den Seitenenden hin ansteigend. Die Seitenenden sind abgerundet (WILKINSON 1952, WINTZER 1964, HERTSCH u. ZELLER 1977). Die Struktur der Knochenbälckchen ist auf der gesamten Strahlbeinfläche zu erkennen. In den Seitenflächen und von dort zentralwärts ist sie kleinblasig und unregelmäßig, im Zentrum und zum distalen Rand hin sind die Bälkchen in länglichen Waben angeordnet (WINTZER 1964). Nach HERTSCH und ZELLER 39

40 LITERATUR (1977) stellen sich Strukturunterschiede nur als Dichteunterschiede dar, weil die eigentliche Struktur des Strahlbeins bedingt durch die Überlagerung mit dem dickeren Kronbein und die dadurch entstehende Streustrahlung und geometrische Unschärfe nicht erkennbar ist. Am distalen Rand sind auf den meisten Strahlbeinaufnahmen Canales sesamoidales zu erkennen. Ihre Bedeutung wird sehr kontrovers diskutiert (siehe 2.5.3). Viele Autoren halten die Gefäßkanäle für nicht pathologisch, solange sie konisch geformt sind, nicht mehr als ¼ der Höhe des Strahlbeins einnehmen, nur im geraden Teil des distalen Randes liegen, ihre Ränder gerade und glatt sind und nicht mehr als fünf Canales sesamoidales auftreten Röntgenologische Befunde bei Erkrankungen des Strahlbeins OXSPRING (1935) gelang es, mit der von ihm entwickelten upright pedal route (siehe 2.3.3), heute als Technik nach Oxspring bezeichneten Methode, das Strahlbein ohne Verzeichnung und außerhalb des Hufgelenkspaltes darzustellen. Er veröffentlichte als erster ausführliche Beschreibungen über den Normalbefund und Veränderungen des Strahlbeins. Grundlage seiner Untersuchungen waren die Abweichungen der Kontur und der Struktur. Man unterteilt diese in Konturveränderungen (siehe 2.5.1) mit Befunden am proximalen Rand (siehe ), Befunden am distalen Rand (siehe ), Befunden an den Seitenenden (siehe ), Symmetrie (siehe ) und Strukturveränderungen (siehe 2.5.2) mit Spongiosazeichnung (siehe ), Dichte (siehe ) und Canales sesamoidales (siehe ). In den folgenden Jahren haben sich zahlreiche Autoren mit den röntgenologischen Veränderungen des Strahlbeins beschäftigt und diese teilweise in Bewertungssystemen (siehe 2.6) erfaßt. 40

41 LITERATUR 2.5 Kontur- und Strukturveränderungen bei Erkrankungen des Strahlbeins Konturveränderungen Die Kontur des Strahlbeins kann durch Umbauvorgänge am Margo proximalis, Margo distalis und an den Seitenenden verändert sein. JONES (1938) unterscheidet hierbei eine osteoklastische und eine osteoblastische Form. Die normalerweise glatten Ränder erscheinen durch Knochengewebszubildungen und -auflösungen rauh und ungleichmäßig. Die Veränderungen im Einzelnen sind nachfolgend erläutert Röntgenologische Befunde am proximalen Rand des Strahlbeins Zubildungen am proximalen Strahlbeinrand stellen sich als Unregelmäßigkeiten im Röntgenbild dar (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1970). Sie kennzeichnen die Ansatzstellen der Strahlbeinbänder (OXSPRING 1935, O BRIEN et al. 1975, HERTSCH u. ZELLER 1977). Nach HICKMANN (1964a) bilden sich die Zubildungen proximal am Gelenkkapselansatz. Diese mehr oder weniger abgegrenzten Exostosen können sich zu den Seitenenden hin orientieren und die Form kleinerer oder größerer Ausziehungen annehmen (OXSPRING 1935, WILKINSON 1952). In der Mitte des proximalen Randes finden sich unterschiedlich gestaltete Osteophyten als saumartige oder gezackte Ausziehung der Kantenkontur (WILKINSON 1952). WINTZER (1964, 1970) findet hier breitflächige Zubildungen, in der Regel mit glatter Begrenzung. Bei lang bestehender Strahlbeinerkrankung können Einkerbungen der Außenkontur des proximalen Strahlbeinrandes auftreten und die Zubildungen ein größeres Ausmaß annehmen (WINTZER 1964). ACKERMANN et al. (1977) sprechen von einer Umgestaltung des proximalen Randes. DIK et al. (1999) messen der Kontur der proximalen Gelenkgrenze große Bedeutung bei und bezeichnen eine konkave (Form 1), undulierende (Form 2), gerade (Form 3) oder konvexe (Form 4) Facies articularis. Bei Pferden mit klinischer Strahlbeinerkrankung tritt vermehrt die konkave Form 1 auf (DIK et al. 1999). DÄMMRICH et al. (1983) beschreiben Faserverstärkungen und Exostosen an den Insertionsstellen des Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Bandes. Diese breitflächig 41

42 LITERATUR aufsitzenden Exostosen von spongiöser Struktur können zentral am Strahlbeinkörper oder an einem der Seitenflügel (meist medial) oder an beiden Flügeln (häufig asymmetrisch) auftreten Röntgenologische Befunde am distalen Rand des Strahlbeins Am Margo distalis können kleinere Exostosen (CAWLEY 1960) in gebuchteter, abgerundeter Form auftreten (WINTZER 1964, 1970, O BRIEN et al. 1975). WITTMANN (1940) erwähnt eine distal gerichtete, großflächige Verlängerung der Gleitfläche. Zubildungen unterschiedlichen Grades werden von HERTSCH und ZELLER (1977) und DIK et al. (1978) in Abhängigkeit vom Ausmaß der Strahlbeinerkrankung und vom Alter des Pferdes gesehen. PFEIFFER (1962), WINTZER (1964) und O BRIEN et al. (1975) beschreiben auch Einbuchtungen des distalen Randes. HICKMANN (1964b) beschreibt nekrotische und osteoporotische Bezirke am Margo distalis, die gehäuft bei länger bestehender Podotrochlose und bei alten Pferden auftreten. KEALY (1972) und REID (1980) bezeichnen sie als Osteolyse, VAN DER WATERING und MORGAN (1975) als rauhe, ausgefressene distale Kontur. Als eine Besonderheit des Margo distalis werden dessen Chipfrakturen angesprochen (NUMANS u. VAN DER WATERING 1973, O BRIEN et al. 1975, VAN DER WATERING u. MORGAN 1975, HERTSCH u. ZELLER 1977, TURNER u. FESSLER 1982, WAGNER 1982, POULOS et al. 1983, STASHAK 1989). Sie treten an den Enden des horizontalen Teiles des distalen Randes auf und sind in der Oxspring-Technik nur schwer erkennbar. Der Frakturspalt ist unscharf, die Ränder sind unregelmäßig. Die rechteckigen bis ellipsoiden Frakturstücke liegen dicht am Strahlbeinkörper. Oft sieht man am Strahlbein eine dem Frakturstück entsprechende Einbuchtung (NUMANS u. VAN DER WATERING 1973). Das Chipfragment und das Strahlbein sind nicht durch knöchernes Kallusgewebe verbunden. POULOS et al. (1983) betrachten diese sichtbaren Körper als metaplastische Verknöcherungen im Strahlbein-Hufbeinband. DÄMMRICH et al. (1983) beschreiben Faserverstärkungen und Exostosen an den Insertionsstellen des Strahlbein-Hufbein- 42

43 LITERATUR Bandes als Reaktionen auf übermäßige und häufig ungleichmäßige Zugbeanspruchung der Strahlbeinbänder Röntgenologische Befunde an den Seitenenden des Strahlbeins Veränderungen an den Seitenenden werden einheitlich als spitz auslaufende, spornartige, nach proximal gerichtete, scharf gezeichnete knöcherne Zubildungen im Ansatzbereich des Fesselbein-Srahlbein-Hufbeinbandes beschrieben (OXSPRING 1935, JONES 1938, CAWLEY 1960, HICKMANN 1964a, WINTZER 1964, DOUGLAS u. WILLIAMSON 1970, KEALY 1972, MORGAN 1972, O BRIEN et al. 1975, HERTSCH u. ZELLER 1977, ACKERMANN et al. 1977, REID 1980, TURNER u. FESSLER 1982). Diese Zubildungen können auch flächig geformt sein und eine rauhe Kontur aufweisen. Die sonst abgerundeten Seitenenden nehmen dadurch eine eckige Gestalt an (HERTSCH u. STEFFEN 1986) Symmetrie der Strahlbeine Der Symmetrie wird von OXSPRING (1935) eine große Bedeutung beigemessen. Treten ungewöhnliche Strahlbeinformen an nur einer Vordergliedmaße auf, sind sie als pathologisch einzustufen. An beiden Vordergliedmaßen auftretende und sich entsprechende Formabweichungen werden als ein zu vernachlässigender Befund gewertet (OXSPRING 1935, WILKINSON 1952, ACKERMANN et al. 1977, BUTLER et al. 1993) Beurteilung von Konturveränderungen im Röntgenbild des Strahlbeins Mehrere Autoren schätzen die Bedeutung der Konturveränderungen als röntgenologisches Anzeichen einer Podotrochlose sehr unterschiedlich ein. WINTZER (1964, 1970) sowie HUSKAMP und BECKER (1980) halten die Knochenzubildungen für unbedeutend, da sie keinen Bezug zu klinischen Bewegungsstörungen haben. Zum Teil werden sie als unzuverlässiges Kriterium gewertet (NUMANS u. VAN DER WATERING 1973, ROSE u. TAYLOR 1978). Aufgrund der großen anatomischen Varianz ist die Bedeutung der Konturveränderungen schwer beurteilbar (COLLES 1979). TURNER und FESSLER 43

44 LITERATUR (1982) schätzen sie als natürliche, altersbedingte Veränderung ein. POULOS et al. (1983) betrachten Osteophyten als Ausdruck einer sekundären Gelenksveränderung, REID (1980) und ROONEY (1983) beurteilen sie dagegen als bedeutende Befunde einer Strahlbeinerkrankung. Geringe Zubildungen am Margo proximalis und Margo ligamenti sollen beim älteren Pferd ohne klinische Bedeutung sein (HICKMANN 1964a, HERTSCH u. ZELLER 1977), Exostosen an den Seitenenden dagegen sind eindeutig schwerwiegende röntgenologische Veränderungen (HICKMANN 1964, HERTSCH u. ZELLER 1977, MÜLLER 1982). Nach HERTSCH und STEFFEN (1986) gehen eckig und spitz ausgezogene Seitenenden mit pathomorphologischen Veränderungen der Facies flexoria einher. TOTH (1989) beobachtet in erster Linie Veränderungen am Strahlbein-Hufbein-Band, Insertionsdesmopathien am Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band bewertet er als zweitrangig. DIK et al. (1999) messen der Kontur der proximalen Gelenkgrenze große prognostische Bedeutung bei. Pferde mit einer konkaven Facies articularis sind am anfälligsten, Pferde mit einer konvexen am wenigsten anfällig für Strahlbeinerkrankungen. WILKINSON (1952) hält den Vergleich der Strahlbeine beider Vordergliedmaßen für unverzichtbar, wenn Formabweichungen eines Strahlbeins auftreten. Asymmetrische Strahlbeinformen an beiden Vordergliedmaßen sind nur bedingt pathologisch. Als Nebenbefund sind die als Chipfrakturen beschriebenen Körper am distalen Strahlbeinrand zu beurteilen (HERTSCH u. ZELLER 1977). POULOS et al. (1983) halten diese Veränderungen für Verknöcherungen im Strahlbein-Hufbein-Band Strukturveränderungen Die Struktur des Strahlbeins ist im Röntgenbild gekennzeichnet durch die Spongiosazeichnung, die Dichte (Strahlendurchlässigkeit, Trabekelzeichnung) und die Canales sesamoidales. Die Veränderungen dieser Parameter sind nachfolgend erläutert. Während die Kontur- und die zentralen Strukturveränderungen kein diagnostisches Problem darstellen, ist die Zuordnung der Gefäßkanäle zum 44

45 LITERATUR pathologischen Bereich schwierig (siehe 2.5.3). KEALY (1972) fordert deshalb eine Standardisierung der Röntgentechniken und Bewertungsmaßstäbe. Eine graduelle Demineralisierung und Veränderung der Trabekelzeichnung sind in ihrer Darstellung von der angewandten Technik abhängig, so daß der beurteilende Radiologe für eine korrekte Beurteilung über ausreichende Erfahrung verfügen muß Spongiosa Die normalerweise gleichmäßige, kleinwabige Trabekelanordnung wird nach HERTSCH und ZELLER (1977) im Rahmen einer Podotrochlose grobmaschiger und verschwindet in Teilbereichen ganz. Strukturunterschiede erkrankter Strahlbeine stellen sich ihrer Meinung nach auf Röntgenaufnahmen nach der Oxspring-Technik nur als Dichteunterschiede dar, weil durch technische Probleme bei der konventionellen Röntgentechnik die Knochenbälkchen selbst nicht erkennbar sind. Diffus aufgehellte Knochenbezirke mit noch erkennbarer Spongiosazeichnung kommen bei an Podotrochlose erkrankten Strahlbeinen ebenso vor wie diffus verdichtete Bereiche, die rundlich, scharf oder unscharf begrenzt oder flächenhaft sein können (OLSSON 1954). WINTZER (1964) sieht bei zunehmender Länge und Anzahl der Gefäßkanäle diese von strukturärmeren Zonen strahlenundurchlässigen Gewebes umgeben. Die als klassische Form der Podotrochlose bezeichnete deutlichste Strukturveränderung stellen ein oder mehrere Aufhellungsbezirke von runder bis ovaler Gestalt im Zentrum des Strahlbeins dar (WESTHUES 1938, HICKMANN 1964a, NUMANS u. VAN DER WATERING 1973). Sie werden als zentrale Defekte bezeichnet, deren Größe von linsen- bis haselnußgroß reichen kann (OXSPRING 1935, WESTHUES 1938, WILKINSON 1952, OLSSON 1954, CAWLEY 1960, HICKMANN 1964a, WINTZER 1964, 1970, COLLES 1979, REID 1980). Die Autoren bezeichnen die porotischen Bezirke als scharf (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1970), unscharf (OXSPRING 1935) oder zunächst undeutlich begrenzt und später wie ausgestanzt (WILKINSON 1952, HERTSCH u. ZELLER 1977). Als Begrenzung bildet sich um diese rarifizierten Gebilde eine Zone mit verdichteter Knochenstruktur aus (WILKINSON 1952, CAWLEY 1960, WINTZER 1964, 1970, HERTSCH u. 45

46 LITERATUR ZELLER 1977). Nach WINTZER (1964) geht in der Umgebung die Trabekelanordnung verloren. MORGAN (1972) findet die Läsionen oft durch dünne, vertikal ausgerichtete Trabekel unterteilt. Diese röntgenologischen Aufhellungsbezirke erweisen sich in der Sektion oft als zentrale Durchbrüche (WILKINSON 1952, HERTSCH u. ZELLER 1977) oder amorphe Knochennekrosen (COLLES 1979). Selten kommen am Strahlbein Zysten vor, die in Form von rundlichen, gut abgegrenzten Aufhellungen unterschiedlicher Größe auftreten und von Sklerosierungen unterschiedlichen Grades umgeben sind (REID 1970, NILSSON u. OLSSON 1973, MERRIAM u. JOHNSON 1974). Bei Einbeziehung des Strahlbeins in eitrige Prozesse erkennt man diffus-fleckige Schatten auf dem Röntgenbild und der Knochen sieht wolkig aus (WINTZER 1964, 1970). Spontane Frakturen des Strahlbeins sind gekennzeichnet durch strich- bis bandförmige Aufhellungen, die sagittal vom proximalen zum distalen Rand reichen. Der Spalt ist ein bis vier Millimeter breit (CAWLEY 1960, WINTZER 1970), die Frakturlinie ist unregelmäßig bis gezackt und erweitert sich allmählich durch Knochengewebsabbau (WINTZER u. DÄMMRICH 1967, WINTZER 1970). Oft gehen mehrere Frakturlinien unregelmäßig von einer zentralen Aufhellung aus (HERTSCH u. ZELLER 1977) Dichte OXSPRING (1935) beschreibt als Abweichung von der normalen Struktur eine Entkalkungstendenz, die sich als geringfügige Aufhellung, meist im Zentrum des Strahlbeins, befindet. Nach HERTSCH und ZELLER (1977) lassen sich Strukturveränderungen auf Röntgenbildern nach Oxspring nur als Dichteunterschiede darstellen. 46

47 LITERATUR Canales sesamoidales Die häufigsten Strukturabweichungen des Strahlbeins sind als Aufhellungen über dem Margo distalis zu finden. Die Beurteilung dieser Veränderungen ist sehr unterschiedlich (siehe 2.5.3). Solche Veränderungen sind oft in Verbindung mit pathologischen Zuständen des Strahlbeins zu sehen (HICKMANN 1964a). Ursache hierfür ist eine verstärkte Vaskularisierung (HICKMANN 1964a, ACKERMANN et al. 1977, COLLES 1979) oder eine beginnende Demineralisierung (OXSPRING 1935). Nach WINTZER und DÄMMRICH (1971) dagegen entstehen diese Aufhellungen im Zuge von Umbauprozessen, die mit einer Vergrößerung der Gleitfläche nach distal einhergehen. Es kommt zu einer Verknöcherung des Strahlbein-Hufbein-Bandes mit einer durch Zug bedingten Verstärkung der Trajektorien. Die kanalartigen Aufhellungen sind demnach Aussparungen zwischen den verstärkten Zugtrajektorien. In diesen Bahnen sind nur vereinzelt Blutgefäße enthalten (WINTZER 1970). HERTSCH et al. (1982) stellen durch Kontrastmitteluntersuchungen fest, daß die als Gefäßkanäle bezeichneten und im Röntgenbild als Aufhellungen erscheinenden Strukturen mit dem Hufgelenk in Verbindung stehen und mit Synovia gefüllt sind. Sie bezeichnen diese Strukturen als Canales sesamoidales. Bei chronisch vermehrter Gelenkfüllung wird die Synovia in die Canales sesamoidales gepreßt und führt dort zu einer Druckatrophie und Vergrößerung oder Deformierung der Kanäle (VERSCHOOTEN et al. 1987, HERTSCH u. HÖPPNER 1999a). Nach der Einteilung von HERTSCH et al. (1982) in drei Krankheitszustände gehören die Canales sesamoidales nicht zur eigentlichen Podotrochlose (siehe 2.2). Der Randbereich der Kanäle ist wichtig für die röntgenologische Beurteilung. Eine deutliche Sklerosierungszone um die Kanäle mit einer gleichmäßigen Feinzeichnung der Spongiosa ist als günstig, eine unregelmäßige, fleckige Struktur, ohne klare, durch Sklerosierung begrenzte Ränder als vorsichtig zu beurteilen (HERTSCH et al. 1982). Eine genaue Abgrenzung zwischen physiologischen und pathologischen Gefäßkanälen erscheint schwierig, da verschiedene Autoren sehr unterschiedliche 47

48 LITERATUR Angaben machen, wobei die Veränderungen der Kanäle deren Größe, Form, Anzahl und Lokalisation betreffen. Größe Viele Autoren bezeichnen die Kanäle ohne genaue Differenzierung als vergrößert (OLSSON 1954, DOUGLAS u. WILLIAMSON 1970, ADAMS 1974, O BRIEN et al. 1975, HERTSCH u. ZELLER 1977, COLLES 1982) oder erweitert und ausgebuchtet (OXSPRING 1935, WILKINSON 1952). Andere machen dagegen präzise Angaben. So bezeichnen ACKERMANN et al. (1977) eine Erweiterung der Kanäle über drei Millimeter als pathologisch. WINTZER (1964) teilt die Veränderungen in gering-, mittel- und hochgradige Röntgensymptome ein. Höchstens vier Kanäle, deren Länge nur wenige Millimeter beträgt, werden als ein geringgradiger Befund, zehn oder mehr erweiterte Kanäle, die sich höchstens bis zur Mitte des Strahlbeins ausdehnen, als mittel- bis hochgradiger Befund angesehen. LANGGUTH (1983) beurteilt die Länge der Kanäle im Verhältnis zur Strahlbeintiefe. HERTSCH und STEFFEN (1986) stufen die Kanäle ebenso in kurze (bis zu 1/6 der Strahlbeinbreite), mittellange (bis zu 1/4 der Strahlbeinbreite) und lange (über 1/4 der Strahlbeinbreite) ein. Dagegen halten REID (1980) und MAC GREGOR (1986) die Größe der Kanäle für unbedeutend und beurteilen lediglich die Formveränderungen (siehe 2.6.3). Die Größe der Gefäßkanäle hängt nach COLLES und HICKMANN (1977) direkt von der Arbeitsleistung des Pferdes ab, nach KEALY (1972) werden auch bei älteren, klinisch gesunden Pferden auffällig große Kanäle beobachtet. Nach OXSPRING (1935) und LANGGUTH (1983) ist die Darstellung der Gefäßkanäle durch die Röntgentechnik bedingt und dadurch nicht vergleichbar. Länge und Form der Kanäle ändern sich in Abhängigkeit des vom Strahlbein zum Zentralstrahl und zum Abbildungssystem gebildeten Winkels. Dieser ist, bedingt durch die unterschiedliche Lage des Strahlbeins im Huf, nicht konstant (LANGGUTH 1983). Form Die zunächst konischen Gefäßkanäle werden von vielen Autoren (HERTSCH u. ZELLER 1977, COLLES u. HICKMANN 1977, REID 1980, POULOS et al. 1983) als 48

49 LITERATUR physiologisch angesehen. Im weiteren Verlauf einer Podotrochlose erweitern sie sich bauchig und erscheinen längsoval und rundlich (WESTHUES 1938, WITTMANN 1940, COLLES 1979). Später gestalten sie sich zu rundlichen Aufhellungen mit einer schmalen, senkrecht zum distalen Rand stehenden Verbindung und können bis zur Mitte des Strahlbeins reichen. Sie sind Zeichen für fortgeschrittene degenerative Prozesse und werden als pilzförmig oder endständig-kugelig (WINTZER 1964, 1970), endständig-kolbig oder birnenförmig (HERTSCH u. ZELLER 1977), trichterförmig (CAWLEY 1960), umgekehrt-flaschenförmig (COLLES 1979) oder lutscherartig (REID 1980) bezeichnet. MAC GREGOR (1986) beschreibt sich im Knochen verzweigende sowie endständig-kolbige, ineinanderfließende Gefäßkanäle und bewertet sie als noch weiter fortgeschrittene Veränderung mit einer höheren Punktzahl innerhalb ihres Bewertungssystems (siehe 2.6.3). Die normalerweise glatten Ränder der Gefäßkanäle werden bei Vergrößerung und Formveränderung unregelmäßig (OXSPRING 1935). LUKAS (1987) stellt bei auffällig großen, trapezförmigen Strukturaufhellungen nie eine Sklerosierung fest. Der distale Rand zeigt Unregelmäßigkeiten und kann sägezahnartig gezackt aussehen (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1970, MORGAN 1972). Anzahl Nach WINTZER (1964) kommen bei Pferden mit geringgradigen Röntgensymptomen höchstens vier gleichmäßige, schmale und kurze Gefäßkanäle vor. Bei mittel- und hochgradigen Veränderungen steigt auch die Zahl auf zehn oder mehr an. ACKERMANN et al. (1977) bezeichnen mehr als vier Aufhellungen mit einer Weite von mehr als drei Millimeter als verstärkte Vaskularisierung. COLLES (1982) beschreibt fünf bis sieben konisch geformte Gefäßkanäle als physiologisch und wertet sie als Ausdruck vermehrter Arbeitsleistung. MÜLLER (1982) findet bei den meisten klinisch gesunden Pferden ein bis sechs Kanäle und bezweifelt einen Zusammenhang mit dem Symptomkomplex der Podotrochlose. Die Gesamtzahl der Canales sesamoidales je Strahlbein ist sehr variabel und läßt keinen Rückschluß auf eine vorhandene Strahlbein- oder Hufrollenerkrankung zu (COLLES 1979, POULOS et al. 1983, HERTSCH u. STEFFEN 1986). 49

50 LITERATUR Lokalisation Die Strahlbeinkanäle liegen normalerweise im zentralen, gerade verlaufenden Teil des distalen Randes (HERTSCH u. STEFFEN 1986). Nach DELIUS (1982) deuten in den schrägen Seitenteilen auftretende Kanäle auch ohne Deformierung auf eine Strahlbeinerkrankung hin. Auch MAC GREGOR (1986) mißt Kanälen im Bereich der Seitenflügel mehr Bedeutung zu. In ihrem Bewertungssystem (siehe 2.6.3) erhält ein spitz zulaufender Kanal in diesem Bereich die doppelte Punktzahl im Vergleich zu einem im geraden Teil lokalisierten. LUKAS (1987) stellt bei größeren Kanälen im Randbereich nur selten eine Sklerosierung fest, welches seiner Meinung nach als ungünstig zu werten ist. Bei schwerwiegenden Veränderungen des Strahlbeins sind zusätzlich Kanäle am Margo proximalis erkennbar. Ausgehend von den Ernährungslöchern am distalen Rand ziehen zunächst schmale, gerade verlaufende, aufgehellte Gefäßbahnen in den Knochen. Im weiteren Verlauf der Erkrankung werden solche auch vom proximalen Rand ausgehend sichtbar (WILKINSON 1952, OLSSON 1954, PFEIFFER 1962, WINTZER 1964). Sie beginnen an punktförmigen, runden bis längsovalen Aufhellungen am Margo proximalis hauptsächlich in der Mitte (PFEIFFER 1962, COLLES 1979). HERTSCH und STEFFEN (1986) beschreiben Kanäle am proximalen Rand, die in der Form denen am distalen Rand ähneln, jedoch erheblich kürzer sind. Sie kommen besonders ausgeprägt an Strahlbeinen vor, deren distaler Rand eine starke Sklerosierung bzw. tiefe Kanäle aufweist und die erhebliche Veränderungen an der Facies flexoria zeigen. WISSDORF et al. (1998) beschreiben die natürlicherweise vorkommenden Foramina nutricia proximalia, die sich zu Canales sesamoidales proximales erweitern und so röntgenologisch darstellbar sind Beurteilung von Strukturveränderungen im Röntgenbild des Strahlbeins Von den drei genannten Strukturveränderungen - Spongiosa, Dichte und Gefäßkanäle - stellen die kanalartigen Aufhellungen im Bereich des distalen Randes 50

51 LITERATUR das am häufigsten herangezogene aber auch umstrittenste Kriterium dar (siehe 2.5.3). Während die Kontur- und die zentralen Strukturveränderungen kein diagnostisches Problem darstellen, ist die Zuordnung der Gefäßkanäle, welche als pathologisch zu werten sind, schwierig. Die Differenzierung zwischen physiologischen und pathologischen Gefäßkanälen erfolgt zum Teil nur ungenau (OXSPRING 1935, WILKINSON 1952, OLSSON 1954, DOUGLAS u. WILLIAMSON 1970, ADAMS 1974, O BRIEN et al. 1975, HERTSCH u. ZELLER 1977). Wenn die Einteilungen präzise sind, so sind diese Angaben oft sehr unterschiedlich (WINTZER 1964, ACKERMANN et al.1977, COLLES 1979). HERTSCH und ZELLER haben 1977 einen Beurteilungsschlüssel für die Gefäßkanäle erarbeitet. Nach HERTSCH et al. (1982) stehen die Gefäßkanäle (Canales sesamoidales) mit dem Hufgelenk in Verbindung, führen nur randständig Gefäße und werden nicht der Podotrochlose (Veränderungen der Facies flexoria) zugerechnet. Die Veränderungen der Gefäßkanäle sollten vorsichtig diagnostiziert werden, da eine starke Variation bezüglich ihrer Größe und Form, hervorgerufen durch ihre Abbildungseigenschaften, besteht (OXSPRING 1935, ACKERMANN et al. 1977). LANGGUTH (1983) weist darauf hin, daß erst nach einer Lagebestimmung des Strahlbeins im Huf und dessen anschließender Parallelausrichtung zur Röntgenkassette eine vergleichbare Abbildung der Kanäle möglich ist. DÄMMRICH et al. (1983) beschreiben die röntgenologisch nachweisbaren Veränderungen am Strahlbein als Veränderungen im Sinne einer sekundären Arthropathia deformans. Sie halten eine Klassifizierung dieser Veränderungen für nicht möglich, man kann allenfalls ihr Auftreten feststellen. Des weiteren kann man nur von einem fortgeschrittenen oder weit fortgeschrittenen Stadium der röntgenologisch nachweisbaren Anzeichen einer Arthropathia deformans sprechen, ein Endstadium gibt es nicht Klinische Bedeutung der röntgenologischen Befunde Die klinische Bedeutung der röntgenologischen Befunde, insbesondere der Canales sesamoidales, wird sehr kontrovers diskutiert. Nach HICKMANN (1964a) gehen 51

52 LITERATUR röntgenologisch darstellbare Canales sesamoidales oft mit pathologischen Zuständen des Strahlbeins einher. HUSKAMP und BECKER (1980) sowie MAC GREGOR (1986) halten eine Beurteilung und Prognose von Strahlbeinerkrankungen aufgrund der Form der Canales sesamoidales für möglich. COLLES (1979) findet formveränderte Gefäßkanäle bei allen Pferden mit klinisch gesicherter Podotrochlose. UELTSCHI (1982) hält Veränderungen der Kanäle und zentrale Defekte für relativ sichere Befunde, auch wenn er sie nur in 50% der Fälle von klinischer Podotrochlose beobachtet. DELIUS (1982) sieht nur im Seitenteil des Strahlbeins liegende Canales sesamoidales im Zusammenhang mit einer Erkrankung des Strahlbeins. Die Mehrheit der Autoren hält die röntgenologischen Strahlbeinveränderungen dagegen für klinisch nicht relevant. Nach KEALY (1972) kommen auch bei älteren, gesunden Pferden teilweise auffällig große Canales sesamoidales vor. Die Zahl der Canales sesamoidales ist oft sehr variabel und läßt keinen Rückschluß auf eine vorliegende Strahlbein- oder Hufrollenerkrankung zu (COLLES 1979, POULOS et al. 1983, HERTSCH u. STEFFEN 1986). MÜLLER (1982) beobachtet bei klinisch gesunden Pferden ein bis sechs Gefäßkanäle in unterschiedlicher Verteilung. Sie bezweifelt, daß diese Veränderungen als Vorstufen oder Formen der Podotrochlose zu werten sind. Auch nach ROONEY (1983) sind die Canales sesamoidales bedeutungslos, da keine Korrelation zwischen ihnen und einer Erkrankung der Hufrolle vorliegt. Er betrachtet eine röntgenologisch erkennbare Veränderung des Strahlbeins mit einhergehender Lahmheit lediglich als eine Steigerung der altersabhängigen Degeneration. Oft kommen hochgradige röntgenologische Veränderungen ohne klinische Podotrochlose vor. Nach SEYREK-INTAS (1993) besteht keine hohe Assoziation zwischen klinischer und radiologischer Untersuchung, da auch die als pathognostisch angesehenen Röntgenzeichen bei klinisch gesunden Pferden vorkommen können. Der Röntgenbefund Veränderungen der Canales sesamoidales hat beim alleinigen Auftreten nicht den erhofften diagnostischen Wert. Andere Autoren konzentrieren sich auf die zeitliche Entwicklung der röntgenologischen Strahlbeinveränderungen. BODENMÜLLER (1983) betont die 52

53 LITERATUR Bedeutung der Verlaufsuntersuchung von röntgenologischen Strahlbeinveränderungen. Seine Untersuchungen ergeben, daß bei großer Anzahl von Canales sesamoidales keine erhöhte Anfälligkeit für eine Erkrankung an Podotrochlose besteht. Wenn jedoch durch wiederholtes Röntgen eine Zunahme dieser Veränderungen feststellbar ist, dann steigt das Risiko einer künftigen Strahlbeinerkrankung beträchtlich. Auch nach BRUNKEN (1986) ist es nicht möglich, anhand einer einzigen Röntgenuntersuchung eine prognostische Aussage über den weiteren Verlauf von röntgenologisch dargestellten Strahlbeinveränderungen zu machen. So können sich deformierte Canales sesamoidales zur klinischen Podotrochlose weiterentwickeln, jahrelang unverändert bleiben ohne klinisch erkennbare Podotrochlose, oder sich geringgradig verbessern. Erhebliche kolbige Deformierungen der Canales sesamoidales können im Verlauf von Jahren auch zu einem Einbruch der Facies flexoria führen. GRUNDMANN (1993) beurteilt den zeitlichen radiologischen Verlauf der Canales sesamoidales in Abhängigkeit von ihrer Begrenzung. Canales mit sklerosiertem Rand vergrößern sich weniger häufig als unscharf begrenzte Formen und sind demnach prognostisch günstiger zu beurteilen. LANGFELD (1986) betont, daß es zur Prognosestellung für die Entwicklung einer Podotrochlose nicht ausreicht, nur die Canales sesamoidales zu beurteilen. In die Beurteilung müssen auch weitere Struktur- und Konturveränderungen des Strahlbeins, Veränderungen in der unmittelbaren Nachbarschaft sowie Alter, Geschlecht und klinische Befunde des Pferdes einfließen. DÄMMRICH et al. (1983) beschreiben eine nicht seltene Diskrepanz zwischen dem Ausmaß der röntgenologischen Veränderungen und den klinischen Befunden. Demnach können röntgenologisch gering erscheinende Veränderungen mit deutlichen klinischen Erscheinungen und umgekehrt kombiniert sein. Auf diese Diskrepanz weisen auch CARLSON (1961), WINTZER (1964), MÜLLER (1982) und UELTSCHI (1982) hin. 53

54 LITERATUR Nach OXSPRING (1935) und LANGGUTH (1983) ist die Darstellung der Canales sesamoidales durch die Röntgentechnik bedingt. Daher sind die Befunde nicht vergleichend zu beurteilen. THOMPSON (2002) untersucht die Strahlbeine von bis 3 ½ Millionen Jahre alten Pferdeskeletten. Bei 17 % dieser Pferde findet sie deutlich flaschen- oder lollipopförmige Canales sesamoidales. Demnach handelt es sich bei der Podotrochlose um keine moderne Erkrankung, auch wenn sie durch die Art der Zucht und Nutzung der heutigen Pferde verschlimmert wird. Da die Skelette mit veränderten Strahlbeinen vollständig und gut erhalten waren, geht die Autorin davon aus, daß diese Pferde nicht Opfer von Raubtieren geworden sind. Das spricht dafür, daß die röntgenologisch darstellbaren Canales sesamoidales nicht mit einer gravierenden Lahmheit verbunden waren. Wenn die Podotrochlose zu Überlebensschwierigkeiten geführt hätte, hätte die Evolution diese Erkrankung verschwinden lassen. Außerdem spielt nach THOMPSON (2002) die Größe der Pferde und die Beschaffenheit des Bodens eine Rolle bei der Entstehung der Canales sesamoidales. Pferde mit im Verhältnis zu ihrer Körpergröße kleinen Hufen haben ein größeres Risiko an Podotrochlose zu erkranken. 2.6 Interpretation von röntgenologischen Strahlbeinbefunden (Bewertungssysteme) Eine Schematisierung der mit der Oxspring-Technik röntgenologisch nachweisbaren Strahlbeinveränderungen und eine Einteilung in podorochloseunverdächtig, -verdächtig und -positiv wird sehr unterschiedlich diskutiert. DÄMMRICH et al. (1983) halten eine solche Einteilung klinisch nicht für sinnvoll. OXSPRING (1935), ACKERMANN et al. (1977) und LANGGUTH (1983) weisen auf die erhebliche Varianz besonders der Gefäßkanäle hervorgerufen durch ihre Abbildungseigenschaften hin. Andere Autoren haben Bewertungssysteme entwickelt, mit deren Hilfe sie eine vergleichbare Einteilung der röntgenologisch nachweisbaren Strahlbeinveränderungen für möglich halten. 54

55 LITERATUR Bewertungssystem nach HERTSCH und ZELLER HERTSCH und ZELLER (1977) beurteilen die dorsopalmaren Röntgenaufnahmen von Strahlbeinen anhand deren Kontur- und Strukturveränderungen. Sie teilen die Veränderungen der Kontur (K) und der Struktur (S) in drei Gruppen ein: Gruppe I - unverdächtig K1/S1 Gruppe II - verdächtig K2/S2 Gruppe III - pathologisch K3/S3 Abb. 1 zeigt schematisiert die Beurteilungskriterien. KONTUR BEURTEILUNG STRUKTUR K1 unverdächtig S1 K2 verdächtig S2 K3 pathologisch S3 Abb. 1: Beurteilungskriterien nach HERTSCH und ZELLER (1977) Zur Gruppe I (unverdächtig) gehören nach HERTSCH und ZELLER (1977) Strahlbeine mit unveränderter Form und doppelten Konturen des proximalen sowie distalen Randes ohne Zubildungen (K1). Die Struktur dieser Strahlbeine ist gleichmäßig und feinmaschig mit wenigen, kurzen Gefäßkanälen und dichterem distalen Rand (S1). 55

56 LITERATUR Zur Gruppe II (verdächtig) zählen Strahlbeine mit geringgradigen Veränderungen wie Zubildungen in der Kontur, die nicht unbedingt klinische Erscheinungen hervorrufen müssen (K2). Strukturell treten vermehrte und tiefere konisch zulaufende Gefäßkanäle mit zunehmender Verdichtung (Sklerosierung der Randpartien) auf (S2). Gruppe III (pathologisch) umfaßt Strahlbeine mit eindeutig pathologischen Veränderungen. Das Strahlbein ist deformiert und es sind Ossifikationen des Fesselbein-Strahbein-Hufbein-Bandes zu erkennen (K3). Es liegen deutliche Anzeichen der Strukturauflösung mit endständig kolbig oder birnenförmig erweiterten Gefäßkanälen oder fleckigen, zentralen Strukturauflösungen mit einem vermehrt sklerosierten Rand vor. In dieser Gruppe können auch vom proximalen Rand her einziehende Gefäßkanäle vorkommen (S3) Bewertungssystem nach HUSKAMP und BECKER HUSKAMP und BECKER (1980) beurteilen ausschließlich die Veränderungen der Gefäßkanäle und das Vorkommen von zentralen Defekten. Aufgrund dieser Veränderungen können sie ihrer Ansicht nach eine eindeutige Diagnose und sogar Prognose stellen. Kontur- und andere Strukturveränderungen bleiben bei der Beurteilung der Röntgenbilder unberücksichtigt, da sie von den Autoren für unbedeutend gehalten werden. Die Beurteilung der Gefäßkanäle erfolgt anhand deren Zahl, Tiefe und Form. Jeder Kanal erhält für die Tiefe einen Faktor F1 (zwischen 1 und 4) und für die Form einen Faktor F2 (zwischen 2 und 5). Diese Faktoren werden miteinander multipliziert. Die Gesamtpunktzahl für ein Strahlbein ergibt sich durch Addition der Produkte. Abb. 2 zeigt stark schematisiert die Beurteilungskriterien. HUSKAMP und BECKER (1980) stellen deutliche Unterschiede in der Gesamtpunktzahl zwischen klinisch gesunden und klinisch an Podotrochlose erkrankten Pferden fest. Sie finden als kritische Grenze Werte von 15 bis 18 Punkten heraus. Wird diese Grenze überschritten, kann den röntgenologischen Veränderungen ein Krankheitswert zugrunde liegen, zumindest stellen sie die Prognose hinsichtlich der sportlichen Verwendungsfähigkeit als zweifelhaft. 56

57 LITERATUR Je nach Punktzahl ergeben sich drei Gruppen von Pferden: Gruppe I - Podotrochlose unverdächtig ( 0-18 Punkte) Gruppe II - bedingt Podotrochlose unverdächtig (19-25 Punkte) Gruppe III - Podotrochlose verdächtig bzw. krank ( >25 Punkte). LÄNGE F1= =F2 FORM F1=1 Einbuchtung Einbuchtung F2=2 F1=2 kurzer Kanal erweiterter Kanal F2=2 F1=3 mittellanger Kanal stark erweiterter Kanal F2=3 F1=4 langer Kanal pilzförmiger Kanal F2=4 stark pilzförmiger Kanal F2=5 Abb. 2: Beurteilungskriterien nach HUSKAMP und BECKER (1980) Bewertungssystem nach MAC GREGOR MAC GREGOR (1986) bewertet bei den Strahlbeinaufnahmen nach Oxspring lediglich die Gefäßkanäle. Sie hält sie für das sicherste Kriterium zur Beurteilung des Strahlbeins, da sie im Gegensatz zu Kontur- und anderen Strukturveränderungen regelmäßig vorliegen. Beurteilt wird nur die Anzahl und die Form der Gefäßkanäle, die Tiefe bleibt unberücksichtigt. MAC GREGOR (1986) unterscheidet sieben verschiedene Formen. Zusätzlich zu den Formen nach HUSKAMP und BECKER (1980) (siehe 2.6.2) werden auch ypsilonförmige oder verzweigte Gefäßkanäle, die endständig auch kolbig erweitert sein können, sowie pilzförmige, ineinanderfließende Gefäßkanäle befundet. Die konischen Gefäßkanäle werden zusätzlich hinsichtlich ihrer Lokalisation im Bereich des Korpus und der Flügel beurteilt. Abb. 3 zeigt die Bewertungskriterien nach MAC GREGOR (1986). Jeder Gefäßkanal erhält aufgrund 57

58 LITERATUR seiner Form eine bestimmte Punktzahl. Die Punkte werden addiert und so die Gesamtpunktzahl für das jeweilige Strahlbein ermittelt. Eine Einteilung aufgrund der Gesamtpunktzahl in die Gruppen unverdächtig, verdächtig und pathologisch nimmt MAC GREGOR (1986) nicht vor. Es ergibt sich aber ein hoch signifikanter Unterschied in der durchschnittlichen Gesamtpunktzahl der Strahlbeine klinisch gesunder und klinisch an Podotrochlose erkrankter Pferde. Bei den gesunden Pferden beträgt der Durchschnittswert 8,25, bei den erkrankten dagegen 18, Punktzahlen für die unterschiedlichen Formen der Gefäßkanäle Abb. 3: Bewertungssystem nach MAC GREGOR (1986) Bewertungssystem nach DIK, UELTSCHI und HERTSCH DIK, UELTSCHI und HERTSCH (1993) haben im Ergebnisprotokoll des 1. und 2. Treffens der Röntgenkommission vier Gruppen für die Beurteilung von Röntgenaufnahmen festgelegt: Gruppe 1: Röntgenologisch ohne besonderen Befund und Befunde, die als unbedeutend eingestuft werden. Gruppe 2: Röntgenologische Befunde, die gering von der Norm abweichen, deren klinische Bedeutung unklar oder unsicher oder unbekannt ist. Gruppe 3: Röntgenologische Befunde, die erheblich von der Norm abweichen, die negative Leistungsbeeinflussung aber ungewiß ist. Gruppe 4: Röntgenologische Befunde, die mit sehr großer Wahrscheinlichkeit zur negativen Leistungsbeeinflussung führen. 58

59 LITERATUR Die endgültige Entscheidung über die Zuordnung der röntgenologischen Befunde in die Gruppen wird nach dem Ergebnis der klinischen Untersuchung gefällt. DIK, UELTSCHI und HERTSCH (1993) berücksichtigen bei der Beurteilung der Röntgenbilder Veränderungen bezüglich der Kontur, der Struktur und der Canales sesamoidales. Außerdem wird einer Diskrepanz der Befunde an beiden Vorderbeinen eine Bedeutung beigemessen. Die einzelnen Veränderungen auf der Röntgenaufnahme des Strahlbeins nach der Oxspring-Technik werden wie folgt den einzelnen Gruppen zugeordnet: Befund Gruppe Diskrepanz im Vergleich der Befunde rechts-links 3 oder 4 Zahl der Canales sesamoidales 1 Lage der Canales proximal 3 distal-zentral 1 distal-schräger Seitenteil 3 Länge der Canales über ¼ der Strahlbeinbreite 2 Form der Canales schmal, spitz, breit, konisch oder zylindrisch 1 oder 2 kleinkolbig (bis Senfkorngröße) 2 oder 3 großkolbig (Pfefferkorngröße und mehr) 3 oder 4 verzweigt 3 oder 4 Struktur grobmaschig total oder partiell 2 oder 3 sklerosiert oder osteoporotisch 2 oder 3 zentrale Aufhellung (zystoider Defekt) 4 zentraler Einbruch 4 grobmaschig partiell 3 Kontur Zubildungen Seitenenden spitz 3 proximal 3 distal am Übergang zum schrägen Seitenteil einschließlich Fragmenten 2 Aufhellungslinien im Strahlbein (Artefakte ausschließen) 4 59

60 LITERATUR 2.7 Radiologische Grundlagen Wilhelm Conrad Röntgen entdeckte im Jahre 1895 die Röntgenstrahlen. Röntgenstrahlung ist wie Licht eine elektromagnetische Strahlung, die sich gradlinig ausbreitet (BUCHMANN 1996). Sie hat jedoch eine erheblich kürzere Wellenlänge als Licht und die Fähigkeit, Materie zu durchdringen. Belichtungswerte In der Röntgenologie wird die Belichtung einer Röntgenaufnahme durch die Veränderung der Parameter (Belichtungswerte) Kilovolt (kv), Milliampere (ma) bzw. das Milliamperesekundenprodukt (mas) beeinflusst (MÜNZER 1982). Der kv-wert gibt die zwischen Kathode und Anode der Röntgenröhre angelegte Spannung an. Er bestimmt die Härte und somit die Qualität der Strahlung (BUCHMANN 1996). Ein zu hoher kv-wert verschlechtert den Kontrast der Aufnahme (MÜNZER 1982). Der kv- Wert beeinflußt die Exposition wesentlich, eine Änderung das kv-wertes um 10% halbiert bzw. verdoppelt die Exposition (siehe Tab. 2). Dieser Wert sollte nicht zur Anpassung der Exposition, sondern nur bei erheblichen Dickenabweichungen des Objektes im Vergleich zu den Standardpatienten (z.b. Fohlen zu Großpferd) verändert werden (BUCHMANN 1996). Der ma-wert gibt den Röhrenstrom zum Aufheizen des Kathodenglühdrahtes an, der s-wert dagegen die Zeit, in der die Röntgenstrahlen erzeugt werden (MÜNZER 1982). Das mas-produkt steht für die Menge an Röntgenstrahlung. Eine Verdopplung bzw. Halbierung des mas-wertes führt, anders als beim kv-wert, zu einer Verdopplung bzw. Halbierung der Exposition. Der mas-wert wird zur Anpassung der Exposition verändert, dabei führt eine Änderung um 25% zur diagnostisch relevanten Veränderung der Gesamtstrahlenmenge um einen Belichtungspunkt (siehe Tab. 2) (BUCHMANN 1996). Bei der Belichtung von Röntgenaufnahmen kann die Röntgenstrahlung in ihrer Intensität mit Hilfe von Filtern gemindert und gleichzeitig aufgehärtet sowie homogenisiert werden. 60

61 LITERATUR Ursachen für unscharfe Röntgenbilder Bei der Anfertigung eines Röntgenbildes treten verschiedene Störgrößen auf, die einen negativen Einfluß auf die Bildqualität haben. Diese Verschlechterung der Bildqualität wird als Unschärfe deutlich. Dabei werden die - Streustrahlenunschärfe, - Geometrische Unschärfe, - Bewegungsunschärfe, - Anatomische Unschärfe und die - Folienunschärfe unterschieden (MÜNZER 1982). Streustrahlenunschärfe Neben der gewünschten Primärstrahlung entsteht in der Röntgenröhre und im durchstrahlten Objekt auch die sogenannte Störstrahlung. Sie setzt sich zusammen aus der extrafokalen Strahlung und der Streustrahlung (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Die extrafokale Strahlung entsteht z.b. bei Abnutzungserscheinungen an der Röntgenröhre (Anode) außerhalb des Brennflecks (KRESTEL 1980, BUCHMANN 1996, LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999) durch fehlladende Elektronen (BUCHMANN 1996) und führt zu einer Brennfleckvergrößerung (KRESTEL 1980). Dadurch wird der Kontrast vermindert und es kommt zu einer Verschleierung des Bildes (MÜNZER 1982, LAUENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Die extrafokale Strahlung kann bis zu 20 % der Gesamtstrahlung ausmachen (KRESTEL 1980, LAUENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Durch brennflecknahe Einblendung (LAUENBERGER u. LAUBENBERGER 1999) oder Verwendung eines Metalltrichters, der einen großen Teil der fehlladenden Elektronen ableitet (BUCHMANN 1996), kann die unerwünschte extrafokale Strahlung stark reduziert werden. Auch die Verwendung eines Tubus (siehe 2.7.1) vermindert den Einfluß der extrafokalen Strahlung durch Absorption. Die Streustrahlung entsteht beim Durchdringen der Strahlung durch den Körper. Das Objekt wirkt dadurch wie eine großflächige Strahlenquelle (BUCHMANN 1996). Der Anteil der Streustrahlung am Nutzstrahlenbündel nimmt mit der Dicke und Dichte 61

62 LITERATUR des Objekts zu (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996). Die Streustrahlung führt zur Belichtung des Films (MÜNZER 1982), verringert aber den Bildkontrast und führt zur Entstehung eines Grauschleiers (KAMM 1998). Darüber hinaus erhöht die Streustrahlung die Strahlenbelastung für den Patienten und das Personal (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977, BUCHMANN 1996). Folgende Maßnahmen führen zur Reduktion der Streustrahlung (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996): - Das durchstrahlte Volumen wird durch enge Einblendung des Nutzstrahlenbündels möglichst klein gehalten, - die Verwendung eines Streustrahlenrasters (siehe 2.7.1) und - die Anwendung der Grödel-Technik (siehe 2.7.1). Geometrische Unschärfe Die geometrische Unschärfe erhöht sich bei Vergrößerung des Brennflecks (Fokus) und bei Vergrößerung des Objekt-Film-Abstandes (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977, MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996). Bei einem flächenhaften Brennfleck breitet sich die Strahlung von allen Punkten dieser Fläche aus, es entstehen Halbschatten. Schärfe und Kontrast und somit die Detailerkennbarkeit werden vermindert (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977). Aus diesem Grund sollte bei Aufnahmen der distalen Extremitäten ein kleiner Fokus verwendet werden. Ein vergrößerter Abstand zwischen Objekt und Röntgenfilm/Speicherfolie führt ebenfalls zur Entstehung von Halbschatten und somit zu unscharfen Konturen (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977, MÜNZER 1982). Diese Tatsache muß bei der Anwendung der Grödel-Technik (siehe 2.7.1) berücksichtigt werden. Bewegungsunschärfe Die Bewegungsunschärfe entsteht als Folge zu langer Expositionsdauer und durch Patientenbewegungen, welche besonders in der Tiermedizin bzw. in der Pferdepraxis ein häufiges Problem darstellen (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996). Die Belichtungszeit sollte bei Extremitätenaufnahmen nicht mehr als 0,1 s betragen. 62

63 LITERATUR Eine Verringerung der Belichtungszeit stellt immer einen Kompromiß dar und kann erreicht werden durch: - höhere Leistung (kw) des Gerätes (BUCHMANN 1996), - Wahl eines größeren Brennflecks mit der damit einhergehenden Vergrößerung der geometrischen Unschärfe (MÜNZER 1982), - Verwendung eines empfindlicheren Detektorsystems (Röntgenfilm/Verstärkerfolie bzw. Speicherfolie) (siehe 2.7.1) mit Verminderung der Abbildungsschärfe (BUCHMANN 1996), - Verminderung des Fokusabstandes (BUCHMANN 1996) und/oder - Erhöhung der kv-leistung mit der damit verbundenen Verminderung des Kontrastes. Anatomische Unschärfe Die Röntgenstrahlen werden an den Objektgrenzen oder -kanten unterschiedlich stark geschwächt, wodurch die Übergänge unterschiedlich scharf abgebildet werden (MÜNZER 1982). Folienunschärfe Die folienabhängige Schärfe des Röntgenbildes (Folienunschärfe) ist bei hochempfindlichen Verstärker-Folien (siehe 2.7.2) größer als bei Folien geringerer Empfindlichkeit (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996). Größere Körner und eine dickere Leuchtschicht bewirken eine bessere Verstärkung, aber auch eine breitere Streustrahlung und demzufolge eine größere Unschärfe im Bild. Eine dünnere Leuchtschicht und feine Körnigkeit verringern die Verstärkung, aber garantieren eine bessere Bildschärfe (GIESE 1989, LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Gleiches gilt in der digitalen Radiographie für die Speicherfolien (siehe 2.7.3). Deren Bariumhalogenidkristalle sind zwar immer von gleicher Größenordnung, die Schichtdicke ist aber bei den sogenannten Mammographie-Folien (siehe 2.7.1) geringer. Dies führt zu einer besseren Auflösung, es ist aber auch eine höhere Strahlendosis zur Belichtung erforderlich. 63

64 LITERATUR Röntgenologische Techniken und Hilfsmittel Tubus und Blenden Blenden sind bewegliche Bleilamellen, die fest am Strahlenaustrittsfenster in einem Gehäuse angebracht sind und eine rechteckige Eingrenzung des Primärstrahlenbündels ermöglichen. Da die Vorrichtung zusätzlich eine Lichtquelle enthält, die über ein Spiegelsystem das Primärstrahlenfeld sichtbar macht, spricht man auch von Lichtvisierblenden (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977). Ein auf einer Platte befestigtes, ca. 30 cm langes Rohr mit einem Durchmesser von ca. 10 cm, wird als Tubus vor dem Strahlenaustrittsfenster der Röntgenröhre befestigt (siehe Abb. 13). Die aus Aluminium angefertigte Platte und Röhre ist mit einer 1 mm dicken Bleischicht ausgekleidet, die insbesondere der Absorption von Strahlung im Tubus dient (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977). Die Verwendung von Tubus und Blenden dient dazu, die stark divergierende Primärstrahlung auf die Nutzstrahlung zu reduzieren (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977, GORETZKI 1987) und die extrafokale Strahlung zu absorbieren (MÜNZER 1982). Dadurch werden folgende Ziele erreicht: - die Streustrahlung wird durch Verkleinerung des durchstrahlten Volumens reduziert und dadurch wird eine schärfere Bildzeichnung erreicht (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977, MÜNZER 1982, GORETZKI 1987, HEINZERLING 1998), - die Strahlenbelastung für den Patienten und das Personal wird durch das Einblenden und die Reduzierung der Streustrahlung verringert (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977, MÜNZER 1982, HEINZERLING 1998), - die geometrische Verzeichnung an den Objekträndern wird vermindert (DOUGLAS u. WILLIAMSON 1977) und - der negative Einfluß der extrafokalen Strahlung auf die Bildqualität und deren Strahlenbelastung für den Patienten und das Personal werden reduziert. Ein fokusnahes Einblenden begrenzt den unerwünschten Anteil der Primärstrahlung, führt aber auch zu einer unscharfen Feldbegrenzung in der Bildschichtebene. Fokusfernes oder objektnahes Einblenden ermöglicht dagegen eine scharfe 64

65 LITERATUR Feldbegrenzung (GORETZKI 1987). Der Tubus verbindet die fokusferne mit der fokusnahen Einblendung. Raster Das Streustrahlenraster ist das wichtigste und wirkungsvollste Mittel zur Verminderung der Streustrahlung (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Es wird zwischen Objekt und Detektor angebracht und besteht aus feinen Lamellen aus Blei (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996) oder Wolfram (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Das Schachtmedium zwischen den Lamellen besteht aus strahlendurchlässigen Karbonschichten (MÜNZER 1982, LAUENBERGER u. LAUBENBERGER 1999) oder Papier (BUCHMANN 1996), als Schutz dient ein Aluminium-Gehäuse. Die Lamellen haben einen bestimmten Abstand zueinander und sind entweder parallel (Parallelraster) oder gewinkelt zueinander (fokussiertes Raster) angeordnet (MÜNZER 1982). Die in alle Richtungen divergierenden Streustrahlen werden von den Rasterlamellen absorbiert, die in Richtung der Lamellen verlaufende Primärstrahlung, die der Bildgebung dient, passiert zum größten Teil das Raster (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996, LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Die Dosis muß bei Verwendung eines Rasters entsprechend der Belichtungstabellen (siehe Tab. 2) erhöht werden (MÜNZER 1982), da auch ein Teil der Nutzstrahlung vom Raster absorbiert wird und die Streustrahlung auch zur Bildschwärzung beitragen würde (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996, LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Ein Raster wird durch folgende Kenngrößen charakterisiert: Schachtverhältnis: Verhältnis der Höhe der Lamellen zu der Breite des Zwischenraumes. Je höher das Schachtverhältnis ist, umso besser ist der Bildkontrast, aber umso höher ist auch die erforderliche Dosis (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996, HEINZERLING 1998). Lamellen pro cm: Diese Größe muß so hoch sein, daß die Lamellen nicht abgebildet werden (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996). Für die digitale Radiographie werden 60 Lamellen pro cm empfohlen (SIEMS 1998). 65

66 LITERATUR Dicke der Lamellen: Sie ist bedeutsam für die Wirkung eines Rasters (BUCHMANN 1996). Bei der Anwendung von Rastern muß der angegebene Fokus-Film-Abstand exakt eingehalten werden (MÜNZER 1982, BUCHMANN 1996, LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Parallelraster werden erst ab einem Fokus-Film-Abstand von 1,2 m eingesetzt. Da dieser große Abstand beim Pferd jedoch eine übermäßige Verlängerung der Belichtungszeit erfordern würde (siehe Tab. 2), werden in der Pferdepraxis meist fokussierte Raster mit einem geringeren Fokus-Film-Abstand (meistens 80 cm) verwendet, damit die Belichtungszeit ausreichend kurz sein kann (MÜNZER 1982). Es ist ferner darauf zu achten, daß bei einem fokussierten Raster der Zentralstrahl senkrecht auf die Rastermitte auftrifft und der Bereich des Rasters, in dem die Lamellenabstände enger sind (Vorderseite), zur Röntgenröhre weist. Der Zentralstrahl ist der Strahl, der ausgehend von der Brennfleckmitte die Mitte des Strahlenaustrittfensters schneidet. Ein Beispiel für den Einsatz eines fokussierten Rasters für die konventionelle Röntgentechnik ist die Anfertigung von Strahlbeinaufnahmen nach Oxspring. Hierbei empfiehlt sich grundsätzlich die Verwendung eines Rasters um das Strahlbein möglichst klar und scharf konturiert darzustellen (KRESTL 1980, MÜNZER 1982). Nach UELTSCHI (1999b) führt die Verwendung eines Streustrahlenrasters bei der Darstellung des Strahlbeins mit Hilfe der digitalen Radiographie zu störenden Interferenzen. Grödel-Technik Die Grödel-Technik wird auch als Abstandstechnik, Air-grap (Luft-Raster) oder Vergrößerung des Objekt-Detektor-Abstandes bezeichnet (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Diese Technik bewirkt eine Verminderung der Streustrahlung in der Kassettenebene, da die Streustrahlung auf dem Weg zwischen Objekt und Kassette stärker abnimmt als die Primärstrahlung. Ein Teil der Streustrahlung geht durch den Abstand somit an der Kassette vorbei (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999, HEINZERLING 1998). Diesem Vorteil der Reduktion der Unschärfe steht die mit größer werdendem Objekt- 66

67 LITERATUR Detektor-Abstand verstärkte geometrische Unschärfe gegenüber. Der Abstand zwischen Objekt und Detektor sollte also bei Anwendung dieser Technik nicht zu groß und der Fokus möglichst klein gewählt werden. Mammographie-Speicherfolie Die sogenannten Mammographie- oder HR(High Resolution)-Speicherfolien sind kleiner als die normalen ST(Standard)-Speicherfolien. Sie haben eine geringere Bildpunktgröße, dementsprechend mehr Bildpunkte pro Millimeter und resultierend eine höhere Auflösung als normale Speicherfolien (siehe 2.7.3). Deshalb finden diese Speicherfolien insbesondere in der Mammographie zur Erkennung von Mikrokalzifikationen Verwendung. Durch eine geringere Schichtdicke der lumineszenzfähigen Kristalle ist dabei jedoch eine höhere Strahlendosis erforderlich (FUJI 1997) Die konventionelle Radiographie Bei der konventionellen Radiographie erfolgt die Aufzeichnung des Strahlenbildes mittels Verstärkerfolie und Röntgenfilm (VON VOLKMANN 1998). Außerdem haben Kassette und Entwicklung Einfluß auf das Ergebnis. Ein Film-Folien-System wird beurteilt durch die Empfindlichkeit bzw. den Dosisbedarf und durch die Bildqualität, die sich zusammensetzt aus Kontrast, Unschärfe und Rauschen. Der Einfluß des strahlenerzeugenden Systems auf die Qualität des Röntgenbildes ist im vorhergehenden Kapitel (siehe 2.7 Seite 60) besprochen worden, der des Aufzeichnungssystems wird im folgenden erläutert. Verstärkerfolie Die Verstärkerfolien bestehen aus einer Leuchtschicht mit Schutzschicht (VON VOLKMANN 1998). Der photographische Film reagiert wesentlich geringer auf Röntgenstrahlung als auf sichtbares Licht. Deshalb werden Leuchtstoffe eingesetzt, die die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht umwandeln. Hierfür werden Calciumwolframat und seltene Erden verwendet (HARTUNG 1999). Der Typ des Leuchtstoffs bestimmt die Wellenlänge des Lichts, das von der Folie emittiert wird. 67

68 LITERATUR Es gibt UV-, blau- und grünverstärkende Folien. Die spektrale Empfindlichkeit des Films und die Dunkelkammerbeleuchtung müssen darauf abgestimmt sein (HARTUNG 1999). Der Film wird also im wesentlichen durch diese Lumineszenz belichtet und nur zu ca. 3 % durch direkte Röntgenstrahlung. Dadurch kann die für eine Aufnahme erforderliche Dosis bis auf ein Fünfzigstel reduziert werden (HARTUNG 1999). Der Verstärkungsfaktor der Folie gibt an, wie stark sich die Empfindlichkeit des Films bei Kombination mit der Folie erhöht (VON VOLKMANN 1998). Man unterscheidet feinzeichnende (Faktor 10), Universal- (Faktor 20), hochverstärkende (Faktor 40) und Seltene-Erden-Folien (Faktor ). Grundsätzlich gilt, je größer der Verstärkungsfaktor der Folie ist, desto stärker ist die technische Unschärfe der Aufnahme (siehe 2.7). Dieser Nachteil wird aber durch die stark verminderte Bewegungsunschärfe (siehe 2.7), insbesondere bei in der Pferdepraxis eingesetzten Röntgenröhren mit relativ geringer Leistung, durch die Verwendung von Folien mehr als ausgeglichen (HARTUNG 1999). KRESTL (1980) empfiehlt für die Anfertigung von Strahlbeinaufnahmen die Verwendung hochverstärkender Folien. Röntgenfilm Die Röntgenfilme bestehen aus einer Unterlage, die meist auf beiden Seiten mit einer die lichtempfindlichen Silberhalogenide enthaltenden Emulsionsschicht versehen ist. Darüber befindet sich jeweils eine Schutzschicht (VON VOLKMANN 1998). Dieser Aufbau des Röntgenfilmes verursacht einen spezifischen Zusammenhang zwischen der Belichtung und der resultierenden optischen Dichte oder Schwärzung, die mit Hilfe der Dichtekurve charakterisiert wird. Bei den konventionellen Röntgenfilmen ist diese Kurve S-förmig (siehe Abb.1). Weitere Charakteristika eines Röntgenfilmes stellen die Lichtmenge, die nötig ist um den Film zu schwärzen (Empfindlichkeit), und die Lichtfarbe (Farbempfindlichkeit) dar. Röntgenfilm und die Farbe des Folienlichts müssen aufeinander abgestimmt sein. Deshalb gibt es einerseits die blauempfindlichen Filme für UV- und blaues Licht emittierende Folien und andererseits die grünempfindlichen Filme für grünes Licht emittierende Folien. 68

69 LITERATUR Filmverarbeitung Die Filmverarbeitung umfaßt das Entwickeln, Fixieren, Wässern und Trocknen der Röntgenfilme (VON VOLKMANN 1998). Durch die Entwicklung wird das latente Bild sichtbar gemacht. Dabei werden die Silberionen in metallisches Silber überführt, das in fein verteilter Form schwarz ist. Zum Fixieren werden die nichtbelichteten und nichtentwickelten Silberhalogenidkörner durch Komplexbildung aus der Emulsion gelöst und nach ausreichender Zeit des Wässerns wird die Röntgenaufnahme haltbar. Die Schwärzung eines Films ist überwiegend das Ergebnis der Entwicklung und entsteht nur zu einem sehr geringen Teil bei der Belichtung. Bei der Entwicklung kommt es zu einer millionenfachen Verstärkung. Sie hat somit großen Einfluß auf die zu verwendende Dosis und die Qualität der Röntgenaufnahme. Die Entwicklung hängt von der Entwicklertemperatur, der Entwicklungszeit, der Bewegung des Entwicklers, dem Typ der Entwicklungsmaschine und der Aktivität des Entwicklers ab. Kassetten Die Kassetten ermöglichen das Arbeiten mit Röntgenfilmen bei Licht und sorgen für einen engen Kontakt zwischen Film und Folie (VON VOLKMANN 1998). Sie sind meistens aus Metall. Ein guter Kontakt zwischen Film und Folie wird durch Andrückmaterialien wie Schaumstoff oder Filz gewährleistet Die digitale Lumineszenzradiographie Bei der digitalen Lumineszenzradiographie sind die Bilddetektion und -darstellung getrennte Vorgänge. Anstelle von Film-Folien-Kombinationen werden in Aluminiumkassetten eingelegte Speicherleuchtstoffolien verwendet. Die Speicherfolien sind flexible, etwa 1 mm dünne Polyesterfolien, die mit Europiumdotierten Bariumfluorobromidkristallen beschichtet sind (TAKAHASHI et al. 1984, MIYAHARA et al. 1986, 1987, VON SEGGERN et al. 1988). Die Film-Folien-Systeme der konventionellen Röntgentechnik zeigen eine S-förmige Schwärzungskurve für Röntgenstrahlen. Die Schwärzungskurve der Speicherfolien der digitalen Röntgentechnik verläuft dagegen nahezu linear (NEITZEL 1998) (siehe Abb. 4). 69

70 LITERATUR Diese Schwärzungskurve oder Gradationskurve entspricht dem Verhältnis der eingestrahlten Röntgendosis zur Ausprägung des Detektorsignals (Dichte) (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999). Diese Signaldynamik (Quotient aus Minimal- zu Maximalwert der Dosis) beträgt bei Speicherfolien mehr als 10000:1 und übertrifft damit den Belichtungsumfang eines Film-Folien-Systems um mindestens einen Faktor 100 (NEITZEL 1998). Durch diese extrem hohe Signaldynamik haben die Speicherfolien einen sehr viel größeren Belichtungsspielraum für Röntgenaufnahmen als die Film-Folien-Systeme der konventionellen Röntgentechnik. Bei deutlicher Unterbelichtung wird jedoch auch bei Anwendung der digitalen Röntgentechnik die Bildqualität und die Beurteilbarkeit durch das erhöhte Bildrauschen eingeschränkt. Beim Bildrauschen entstehen Bildelemente, die aufgrund zu geringer Röntgendosis keine Information enthalten und die Qualität einer Röntgenaufnahme herabsetzen. 3 optische Dichte digitaler Detektor Film- Folien- System 2 1 0,01 0, Detektordosis µgy Abb. 4: Charakteristische Gradationskurve eines digitalen Bilddetektors (Speicherfolie) im Vergleich zur Dichtekurve eines Film-Folien-Systems (modifiziert nach NEITZEL 1998) 70

71 LITERATUR Neben der Röntgendosis ist zur digitalen Erstellung eines hochwertigen Röntgenbildes auch das Auflösungsvermögen der Speicherfolien bedeutend. Es wird durch die Pixelgröße limitiert, die bei den verschiedenen Foliengrößen unterschiedlich ist. Ein Pixel entspricht einem Bildelement, also dem kleinsten Baustein eines digitalen Bildes. Bei dem Standardformat von 24x30 cm, mit einer Matrixgröße von 1330x1670 Pixel, beträgt die Pixelgröße 0,15 mm bei einer Grenzauflösung von 3,3 Linienpaaren pro mm (Lp/mm). Die sogenannte Mammographie-Folie hat ein Format von 18x24 cm bei einer Matrixgröße von 1770x2370 Pixel, einer Pixelgröße von 0,10 mm und einer Grenzauflösung von 5,0 Lp/mm (FUJI 1997). Die Lumineszenzschicht der neuesten Mammographie-Folien ist auf einer durchsichtigen Trägerschicht aufgetragen, womit die Folie beidseitig ausgelesen werden kann, und eine Grenzauflösung bis 10 Lp/mm erreicht. Noch in der Entwicklung befinden sich beidseits lumineszierende Folien, die eine Grenzauflösung von bis zu 20 Lp/mm haben werden (FUJI 1997). Strukturen werden durch ein Zusammensetzen der quadratischen Pixel dargestellt. Jeder Pixel enthält einen einheitlichen Grauwert, der einen Durchschnitt aller innerhalb des Pixels vorkommenden Grauwerte darstellt. Details, die die Größe eines Pixels (0,1 bzw. 0,15 mm) aufweisen oder kleiner als dieser sind, können somit bezüglich ihrer Form und Farbe nicht mehr originalgetreu abgebildet werden. Die Belichtung der Speicherfolien erfolgt mit herkömmlichen Röntgenanlagen. Eine Änderung der bisherigen Röntgenaufnahmetechnik ist nach LAUBENBERGER und LAUBENBERGER (1999) nicht erforderlich. Bei der Belichtung der Speicherfolie werden durch die Energie der Röntgenstrahlung Elektronen aus einem energieärmeren Zustand (dem Valenzband) in einen energiereicheren Zustand (das Leitungsband) überführt. Etwa die Hälfte der angeregten Elektronen fällt spontan auf ein niedrigeres Energieniveau zurück und gibt Energie in Form von Licht ab (spontane Lumineszenz), das im Unterschied zur Fluoreszenz herkömmlicher Verstärkerfolien ungenutzt bleibt. Der restliche Teil der angeregten Elektronen wird in Haftstellen metastabil gehalten und stellt somit eine latente Zwischenspeicherung der verbliebenen Strahlenbildinformation dar. Beim folgenden Auslesevorgang wird durch einen fein fokussierten Helium-Neon- 71

72 LITERATUR Laserstrahl von 10 µm Durchmesser (LAUBENBERGER u. LAUBENBERGER 1999) eine große Anzahl der angeregten Elektronen kontrolliert aus ihren Haftstellen freigesetzt. Dieses feine Abtasten der einzelnen Pixel durch den Laser stellt den ersten Schritt der Digitalisierung dar. Die Elektronen fallen in ihren ursprünglichen Energiezustand zurück und geben die dabei frei werdende Energie in Form von Licht ab (stimulierte Lumineszenz). Das freigewordene Licht wird in einem Photomultiplier gemessen und in eine zeitabhängige und dadurch lokalisierbare elektrische Energie transformiert. Diese wird logarithmiert und von analogen in digitale Signale gewandelt in den Arbeitsspeicher des Bildrechners übertragen. Die Digitalisierung des Bildes ist damit vollständig. Die fertig ausgelesenen Folien werden mit intensivem Licht bestrahlt, um die restlichen noch in den Haftstellen verbliebenen Elektronen zu lösen, und stehen dann gelöscht zur erneuten Verwendung zur Verfügung. Abb. 5 zeigt schematisiert diese Vorgänge. Röntgenstrahlung Bestrahlen Löschen Licht Löschen der verbliebenen Anregung durch intensive Lichteinwirkung angeregter Zustand Grundzustand Scan Laserstrahl stimulierte Lumineszenz Auslesen Speicherfolie Abb. 5: Prinzip der digitalen Lumineszenzradiographie: Funktionsweise der Speicherleuchtstoffolie bei Exposition, Auslesevorgang und Löschvorgang (modifiziert nach NEITZEL 1998) 72

73 LITERATUR Die Signalausbeute der absorbierten Röntgenstrahlung ist umso effektiver, je geringer der Anteil der spontanen Lumineszenz und je vollkommener die Freisetzung der in den Haftstellen verbliebenen Elektronen bei der Laserabtastung ist. Die stimulierbare Lumineszenz nimmt innerhalb von 8 Stunden um etwa 25 % ab. Die exponierten Folien sollten also möglichst frühzeitig ausgelesen werden, um eine unnötige Erhöhung des Bildrauschens zu vermeiden (DÖHRING u. URBACH 1991a). Die weitere Entwicklung der Bilder kann wahlweise im Auto-, Semi-, Fix- oder Manual-Modus erfolgen (SIEMS 1998). Im routinemäßig üblichen Auto-Modus stellt das Gerät zunächst durch Bild-Teilungs-Erkennung fest, ob sich ein oder mehrere Einzelbilder auf der Folie befinden. Anschließend wird durch Radiäre-Feld- Erkennung die Form der exponierten Flächen ermittelt (SIEMS 1998). Zuerst wird das Zentrum eines jeden Feldes bestimmt, von dort aus wird radiär die Grenze des Feldes festgelegt. Außerhalb dieser Grenzen befinden sich nur noch homogene Bereiche ohne Bildinformation, wie zum Beispiel Direktstrahlung (homogen schwarz) oder ausgeblendeter Bereich (homogen hell) (SIEMS 1998). Nach der Auslesung des Bildes enthält dieses bis zu 4096 Graustufen (Bildtiefe=12- Bit). Die Verteilung dieser ursprünglichen Graustufen wird in einem Histogramm wiedergegeben. Auf der x-achse werden die Graustufen (links weiß, rechts schwarz), auf der y-achse deren jeweilige Häufigkeit dargestellt (siehe Abb. 6). Häufigkeit (Anzahl der Grauwerte) Knochen Weichteile Haut Direktstrahlung log. Signalwert (Dosis) Abb. 6: Grundform eines Histogramms am Beispiel einer Knochenaufnahme. Auf der x- Achse sind die einzelnen Grauwerte (links weiß, rechts schwarz) als logarithmischer Signalwert der Dosis, auf der y-achse die jeweiligen Häufigkeiten dieser Grauwerte abgebildet (modifiziert nach SIEMS 1998) 73

74 LITERATUR Das Histogramm gibt das gesamte Spektrum der Graustufen an, es enthält keine Aussage über deren Lokalisation auf dem Röntgenbild. Die geröntgte anatomische Region bestimmt die Grundform des Histogramms (SIEMS 1998). Ausgeblendete Bereiche befinden sich am linken Rand, nach rechts folgen zunächst Knochen, dann die Weichteile, die Haut und als Peak am rechten Rand die Direktstrahlung. Abb. 6 stellt die Grundform eines Histogramms am Beispiel einer Knochenaufnahme dar. Röhrenspannung (kv), Stromstärke und Belichtungszeit (mas) haben unterschiedlichen Einfluß auf die Lage und Form des Histogramms. Bei gleichem kv-wert aber unterschiedlichem mas-wert ändert das Histogramm seine Lage auf der x-achse (Röntgendosis) bei gleichbleibender Form (siehe Abb. 7) Q2 Q1 0,01mR 0,1mR 1mR 10mR S1 S2 S1 S2 S1 S mR 10-fach höhere Röntgendosis Normale Röntgendosis 10-fach niedrigere Röntgendosis Abb. 7: Einfluß des mas-wertes auf die Lage des Histogramms. Die Form des Histogramms bleibt bei gleichem kv-wert gleich. Liegt die Röntgendosis innerhalb des Dynamikbereiches, ist unabhänig von der Röntgendosis ein qualitativ hochwertiges Röntgenbild zu erstellen (modifiziert nach SIEMS 1998) 74

75 LITERATUR Bei wechselndem kv-wert dagegen ändert sich die Form des Histogramms. Je geringer der kv-wert ist, desto größer sind die Unterschiede in der Absorption und umso weiter ist das Histogramm auseinandergezogen (siehe Abb. 8) bei 140 kv Q2 bei 60 kv Q1 0 0,01mR 0,1mR 1mR 10mR 100mR S1 S1 S2 S2 Abb. 8: Einfluß des kv-wertes auf die Form des Histogramms. Je geringer der kv-wert ist, desto größer sind die Unterschiede in der Strahlenabsorption und desto weiter auseinandergezogen ist das Histogramm (modifiziert nach SIEMS 1998) Durch Veränderung der Belichtung bei dem gleichen Röntgenobjekt entsteht somit eine unterschiedliche Lage (Variation des mas-wertes) bzw. eine unterschiedliche Form (Variation des kv-wertes) des Histogramms (SIEMS 1998). Diagnostisch verwertbare Röntgenbilder können bei Anwendung der digitalen Röntgentechnik bei relativ starker Variation von Form und Lage des Histogramms, d.h. in einem weiten Dynamikbereich, erstellt werden. Allerdings muß zur Optimierung der Darstellung unterschiedlicher Gewebe (diagnostische Fragestellung) der signalrelevante Graustufenbereich für die interessierenden Gewebe festgelegt werden. Somit kann eine dosisunabhängige Schwärzungsoptimierung für die diagnostische Fragestellung erreicht werden und unter- oder überbelichtete Aufnahmen können vermieden werden. Der Benutzer gibt dazu durch die Wahl eines MRM(Method-Region-Menu)-Codes an, in welcher Weise die Rohdaten behandelt werden sollen (SIEMS 1998). In Abhängigkeit von der darzustellenden Gewebeart 75

76 LITERATUR werden mit Hilfe des MRM-Codes die Werte S 1 und S 2 für die maximale und minimale Dosis und die dazugehörigen Grauwerte Q 1 und Q 2 festgelegt. Die Punkte mit den Koordinaten S 1 und Q 1 bzw. S 2 und Q 2 werden durch eine Gerade verbunden (siehe Abb. 9). Mit Hilfe dieser Geraden wird der S-(=Sensitivity)-Wert ermittelt, der die Ausleseempfindlichkeit und damit die Lage der Bildinformation im Dynamikbereich angibt (SIEMS 1998, NEITZEL 1999). Es ist festgelegt, daß der dem Grauwert von 511 zugehörige Dosiswert nach Umrechnung (siehe Abb. 9) den S- (=Sensitivity)-Wert einer digitalen Röntgenaufnahme ergibt. Aus dem Verlauf der Geraden wird außerdem der L-(=Latitude)-Wert ermittelt, der den Signalbereich, der ausgelesen wird, logarithmisch angibt. Die zu den Grauwerten 0 und 1023 zugehörigen Dosiswerte bilden die Begrenzung des L-Werte-Bereiches (siehe Abb. 9). Innerhalb dieses L-Werte-Bereiches befinden sich die für die weitere Bildverarbeitung relevanten Daten. Alle Bildinformationen außerhalb dieses Bereiches werden zur weiteren Bilderstellung eliminiert. Die Daten im L-Wert-Bereich werden teilweise komprimiert. Bei der Wahl eines MRM-Codes z.b. für Knochen werden die Daten der Direktstrahlung und der Haut eliminiert, die der Weichteile werden komprimiert. Im folgenden Schritt werden die verbliebenen Daten mit Hilfe des MRM-Codes (gewebeabhängig) auf 1024 Grauwerte ausgedehnt oder komprimiert. Von den ursprünglich 4096 Graustufen werden somit 1024 weiter verarbeitet. Diese Bearbeitung im Auto Modus wird Automatische Signalnormierung genannt (SIEMS 1998, NEITZEL 1999). Der S-Wert bestimmt die Helligkeit bzw. Schwärzung, der L-Wert den Bildkontrast einer digitalen Röntgenaufnahme. Mit steigendem S-Wert nimmt die Schwärzung, mit steigendem L-Wert der Bildkontrast ab (SCHÄFER 1997). Abb. 9 zeigt diese Dynamik. Für die Humanmedizin sind S-Werte von und L-Werte von 1,6-2,4 normal. Bei Verwendung einer Belichtungsautomatik, bei der eine definierte Menge an Röntgenstrahlung auf die Speicherfolie gelangt, ermöglicht der S-Wert einen Vergleich unterschiedlicher digitaler Röntgenbilder eines Objektes und resultierend eine Dosisoptimierung zur Qualitätsverbesserung. Bei der Belichtungsautomatik befindet sich eine flache, röntgentransparente Ionisationskammer zwischen dem 76

77 LITERATUR Analyse des Histogramms g Grauwert Q mögliche Bildtiefe = 10 bit 511 S 2 S Q 2 0 log. Signalwert 0,01mR 0,1mR 1mR 10mR 100mR Röntgendosis bei 80 kv S-Wert Abb. 9: Ermittlung von S- und L-Wert aus dem Histogramm. Die Punkte S 1 / Q 1 und S 2 / Q 2 liegen auf der Geraden g. Durch diese Gerade ergibt sich der S-(=Sensitivity)-Wert nach Umrechnung des dem Grauwert von 511 zugehörigen Dosiswertes. Der log. Signalwert entspricht dem Logarithmus der 100-fachen Röntgendosis in mr, der S-Wert errechnet sich wie folgt: S-Wert=20000:(10 log. Signalwert ). Die Einheit der Röntgen- oder Ionendosis in R (Röntgen) ist veraltet, die neue Einheit ist Coulomb/kg (C/kg), wobei 1R=2,58x10-4 C/kg entspricht. Der Verlauf der Geraden g legt außerdem den L- (=Latitude)-Wert fest. Die zu den Grauwerten 0 und 1023 zugehörigen Dosiswerte bilden die Begrenzung des L-Werte-Bereichs (modifiziert nach SIEMS 1998) Patienten und der Röntgenkassette. Nach Erreichen einer vorher definierten Ladungsmenge, die durch Ionisation der Luft in der Meßkammer durch die Röntgenstrahlung erzeugt wird, schaltet der Generator ab (HEINZERLING 1998). Diese Technik ist in der Pferderadiologie nicht praktikabel, da die Verkabelung der Meßkammer mit dem Generator zu gefährlich wäre. Bei Verwendung der freien Belichtung, wie sie in der Pferderadiologie üblich ist, kann der S-Wert um den Faktor 2 schwanken (NEITZEL 1999). Bei Verwendung von Mammographie-Folien ergibt sich einen dreifach höherer S- Wert. Mögliche Ursachen für untypische S- und L-Werte sind: nicht erkannte oder zu 77

78 LITERATUR enge Einblendung, Streustrahlung außerhalb der Einblendung, Fehlerkennung einer geteilten Kassette oder die Wahl eines falschen Untersuchungsprogrammes (NEITZEL 1999). Alternativ zum Auto-Modus, bei dem die Belichtung somit nur einen indirekten Einfluß auf Kontrast und Helligkeit hat, können digitale Röntgenbilder auch im Fix-, Semi- oder Manual-Modus ausgelesen werden (NEITZEL 1999). Dabei sind im Fix- Modus der S-(durch den S k -Fix-Wert) und der L-Wert im Gegensatz zum Auto- Modus festgelegt. Die Belichtung (kv, mas) hat dabei einen direkten Einfluß auf Kontrast und Schwärzung. Die Belichtungsdaten müssen in diesem Modus also optimal eingestellt werden (SIEMS 1998). Damit entsprechen die in diesem Modus erstellten Bilder am ehesten den mit der konventionellen Röntgentechnik erstellten. Im Semi-Modus ist der L-Wert von vornherein festgelegt und der S-Wert wird automatisch ermittelt. Im Manual-Modus werden S- und L-Wert vom Benutzer gewählt. Die digitalen Bilder werden grundsätzlich nachbearbeitet, die Grauwerte des Bildes werden also sinnvoll verändert, weil die Daten des latenten Bildes für das menschliche Auge und Gehirn nicht auswertbar sind. Der erste Schritt der Nachverarbeitung erfolgt wie schon erläutert in der Anwendung eines MRM-Codes durch Datenauswahl und -reduktion. Im zweiten und dritten Schritt wird das vorverarbeitete Bild weiterverarbeitet, indem jedem Pixel ein neuer Grauwert zugeordnet wird. Das erfolgt folgendermaßen: 1. Jeder Pixel des Bildes bekommt zunächst einen neuen Grauwert zugewiesen, abhängig vom Ausgangsgrauwert. Bei der Unscharfe Maske (UM)-Technik wird dieser Kontrastverlauf durch die Wahl und Bearbeitung der Funktionskurve (siehe ) bestimmt. Bei der Dynamic Range Reconstruction (DDR)-Technik nennt man diesen Vorgang Fenstertechnik (siehe ). 2. Außerdem bekommt jeder Pixel des Bildes einen neuen Grauwert zugewiesen, abhängig von den Grauwerten der benachbarten Pixel. Die Menge der berücksichtigten benachbarten Pixel wird durch die Wahl des Filterkerns oder Kernels festgelegt (NEITZEL 1998). Ein kleiner Filterkern bezieht nur wenige benachbarte Pixel mit ein und bewirkt dadurch eine Kantenanhebung, ein großer 78

79 LITERATUR Filterkern berücksichtigt viele benachbarte Pixel und bewirkt einen Kontrastausgleich. Bei der DRR-Technik können zwei verschiedene Filterkerne hintereinander angewendet werden. In den folgenden Abschnitten wird auf die genaue Bearbeitung der digitalen Bilddaten mit der Röntgenanlage der Firma Philips Medizin Systeme, Hamburg, eingegangen, d.h. auf die zwei verschiedenen Möglichkeiten der rechnerischen Bearbeitung. Diese umfaßt zum einen die Unscharfe Maske (UM), zum anderen die Dynamic Range Reconstruction (DRR) Filterung nach dem Prinzip der Unscharfen Maske (UM) Mit Hilfe der UM-Technik können der Kontrastverlauf und die Gewichtung bestimmter Ortsfrequenzen eines digitalen Röntgenbildes optimiert werden. Kontrastverlauf: Die Funktionskurve (γ-kurve) gibt auf ihrer x-achse die Grauwerte des ursprünglichen Bildes, auf ihrer y-achse die aus der Bearbeitung von Kontrast und Helligkeit resultierenden Grauwerte des bearbeiteten Röntgenbildes an. Der Grauwert von 0 steht dabei für schwarz, der von 1023 für weiß. Eine gute Bildwiedergabe ist durch einen angepassten Verlauf der Funktionskurve für Kontrast und Helligkeit innerhalb des interessierenden Grauwertebereiches gekennzeichnet (NEITZEL 1998). Mit den Parametern GT, GS, GA und GC wird der Typ einer Funktionskurve gewählt und deren Verlauf bearbeitet (siehe Abb. 10). Durch den Parameter GT wird der grundlegende Typ einer Funktionskurve bestimmt (siehe Abb. 11). Die Helligkeit des Bildes wird durch den GS-Wert beeinflußt. Dieser verschiebt die Kurve nach links oder rechts. Große GS-Werte bewirken einen hellen Bildeindruck, kleine Werte einen dunklen. Durch die Wahl der Werte GA und GC wird der Bildkontrast beeinflußt. Mit dem Wert GA wird die Kurve um den Punkt GC gedreht. Dabei ändert sich der Bildkontrast stärker in den GC-fernen als in den GC-nahen Bereichen. Je größer GA ist, umso steiler verläuft die Kurve und umso größer ist der Bildkontrast. 79

80 LITERATUR Weiß 1023 Grauwerte des bearbeiteten Bildes GT GS 511 GC GA Schwarz Weiß Grauwerte des ursprünglichen Bildes Abb. 10: Bearbeitung der Funktionskurve. Auf der x-achse sind die Grauwerte des ursprünglichen Bildes, auf der y-achse die des bearbeiteten Bildes dargestellt. GT (Gamma Type) - legt die Grundform der Kurve fest (siehe Abb. 11) GS (Gamma Shift) - verschiebt die Kurve horizontal und ändert damit die Helligkeit des gesamten Bildes (-1,44-1,44) GC (Rotation Center) - bestimmt den Punkt zur Drehung der Kurve (GA) (0,3-2,6) GA (Rotation Amount) - dreht die Kurve um den Punkt GC (0,1-4,0) (modifiziert nach PUTZKA 2000) Ortsfrequenz: Bei der Bearbeitung eines digitalen Röntgenbildes muß die Ortsfrequenz berücksichtigt werden. Unter einer Ortsfrequenz versteht man die Anzahl von Linienpaaren pro mm. Bei niedrigen Ortsfrequenzen werden weniger dafür breite Linien mit hohem Kontrast und bei hohen Ortsfrequenzen mehrere feine Linien mit wenig Kontrast abgebildet (KAMM 1998). Die Ortsfrequenz eines Bildes wird bestimmt durch die Größe, Dichte und Schärfe der Randkontur einer Struktur. Dabei besitzen große, flächenhafte Strukturen ohne scharfe Randkontur eine niedrige Ortsfrequenz und kleine, feine Strukturen eine hohe Ortsfrequenz. Bei flächenhaften Strukturen mit Randkontur gibt es sowohl niedrige als auch hohe Ortsfrequenzen. 80

81 LITERATUR Weiß D, E B,C F J A C D, I, J Weiß 1023 F,H L E B 768 G M 511 O 256 G, H, I L N K O Schwarz Weiß Schwarz Weiß Abb. 11: Verlauf verschiedener Funktionskurven Auf der x-achse sind die Grauwerte des ursprünglichen Bildes, auf der y-achse die des bearbeiteten Bildes angegeben. Bei Verwendung der linearen Kurve A werden die Grauwerte nicht verändert. Die Kurve O ist für den nichtlinearen Kontrast für Knochenaufnahmen vorgesehen. Hier werden alle dunklen Grauwerte bis etwa 511 des ursprünglichen Bildes im bearbeiteten Bild durch Grauwerte von etwa 128 ersetzt (modifiziert nach PUTZKA 2000) Bei der Filterung nach dem Prinzip der unscharfen Maske handelt es sich um eine Ortsfrequenzfilterung, die eine lokale, strukturabhänige Änderung des Bildkontrastes hervorruft (NEITZEL 1998). Mit den Filterfunktionen RN (Verstärkungsfaktor), RE (Anhebung) und RT (Art der β-kurve) werden die Beiträge verschiedener Ortsfrequenzen im Originalbild zur Grauwertmodulation des bearbeiteten Bildes gewichtet. Es können Strukturen mit bestimmten Ortsfrequenzen stärker hervorgehoben oder unbetont beibehalten werden. Die Hervorhebung bestimmter Ortsfrequenzen hängt von dem gewählten Kernel (s.u.) ab. Die Filterung mit der unscharfen Maske gliedert sich in vier Schritte (MUELLER 1999): 1. Im ersten Schritt wird anhand des Originalbildes B orig ein geglättetes ( unscharfes ) Maskenbild B us erzeugt. Dies erfolgt dadurch, daß jeder Bildpunkt 81

82 LITERATUR durch den Mittelwert der ihn umgebenden Bildpunkte ersetzt wird. Die den Rechenvorgang bestimmende Umgebung ist von variabler Größe und wird als Filterkern K n oder Kernel bezeichnet (NEITZEL 1998). B us = B orig x K n Der Kernel wird durch die Wahl des RN(Frequency Rank)-Wertes (zwischen 0 und 9) verändert. Ein großer RN-Wert entspricht einem kleinen Kernel. Mit der Wahl des RN-Wertes wird die Ortsfrequenz in Lp/mm festgelegt, die im Bild verstärkt werden soll. Ein RN-Wert von 6-9 dient der Verstärkung von feinen Strukturen mit hohen Ortsfrequenzen wie z.b. Details von Knochenstrukturen. Die Kernelgröße bestimmt den Übergang zwischen Betonung und relativer Unterdrückung der Ortsfrequenzfilterung. Durch kleine Kernel werden höhere Ortsfrequenzen betont und die niedrigen relativ unterdrückt (SCHAEFER 1997, NEITZEL 1998). Durch Filterung mit kleinem Kernel werden also Strukturen mit Randkontur hervorgehoben, da die Randkontur hohe Ortsfrequenzen besitzt. Ist keine Randkontur vorhanden und die Kernelgröße kleiner als die Struktur, kommt es zu einer relativen Unterdrückung und schlechteren Erkennbarkeit dieser Struktur durch betontes Rauschen. Ist der Kernel jedoch größer als die Struktur, wird diese unabhängig von der Randkontur als Ganzes hervorgehoben. Dadurch können kontrastarme Strukturen hervorgehoben werden und sind deutlicher erkennbar (LOO et al. 1985, NEITZEL 1998). 2. Als zweiter Schritt der Filterung mit der Unscharfen-Maske-Technik wird ein Differenzbild B dif errechnet. Der Grauwert jedes Bildpunktes des geglätteten Bildes wird vom Grauwert des entsprechenden Bildpunktes des ursprünglichen Bildes B orig subtrahiert. B dif = B orig B us Dieses Differenzbild gibt nur noch die Konturen, nicht aber die Flächenkontraste des Originalbildes wieder. 82

83 LITERATUR 3. Das Differenzbild B dif wird nun in zwei Etappen gewichtet. Der Grauwert jedes Bildpunktes des Differenzbildes wird mit einem wählbaren konstanten Wert multipliziert (RE-Wert = rank enhancement zwischen 0 und 16). Dieser RE-Wert gibt den Maximalwert der Betakurve (s.u.) an. Niedrige Werte für RE führen zu einer geringen Anhebung. Unter Anhebung versteht man die Veränderung der ursprünglichen Grauwerte entsprechend der gewählten Filterfunktionen (bei der UM-Technik RN, RE und RT). Bei RE=0 bleiben die Änderungen von RT und RN wirkungslos. Hohe Werte führen zu stark kantenbetonten Bildern. Es kann bestimmt werden, welche Grauwerte - helle oder dunkle - angehoben werden. Dies ermöglicht die Wahl einer geeigneten Betakurve (siehe Abb. 12)(RT beta -Kurve = rank type ) RE x RT beta (B dif ) Der RT-Wert bestimmt die Grundform der Betakurve. Abhängig von der gewählten Betakurve wird die Anhebung von Strukturen unterschiedlich stark und in unterschiedlichen Bereichen optischer Dichte ausgeführt (MUELLER 1999). Das unerwünschte Rauschen (siehe 2.7.3) ist vor allem in den hellen Bereichen sichtbar, also bei niedriger optischer Dichte. Wird die Kantenanhebung in diesen Bereichen vermindert, dann wird auch das Rauschen im Bild deutlich sichtbar reduziert. 4. Das gewichtete Differenzbild B dif und das ursprüngliche Originalbild B orig werden zusammengefügt. Der Grauwert jedes Bildpunktes des gewichteten Differenzbildes wird zum Grauwert des entsprechenden Bildpunktes des ursprünglichen Bildes addiert. Damit ist das im Frequenzbereich angehobene Bild B ce fertiggestellt (ce = contrast enhancement ). B ce = B orig + RE x RT beta (B dif ) Durch diesen Vorgang werden die Flächenkontraste wiederhergestellt. Bei geringem RE-Wert ähnelt das angehobene Bild dem Originalbild, bei hohem RE-Wert nähert sich der Bildeindruck mehr dem des Differenzbildes an (RITTER 1993). Der Gewichtungsfaktor RE bestimmt also die Stärke der Filterung. Gleichzeitig steigt mit zunehmendem Gewichtungsfaktor das Bildrauschen, da durch die Addition des 83

84 LITERATUR Differenzbildes zum Originalbild nicht nur das Signal, sondern auch das Rauschen der Bilder addiert wird (SCHAEFER 1997, NEITZEL 1998). Dies gilt besonders bei der Anwendung von kleinen Kerneln. Beta 1,0 F T F U 0,5 P Q V R U T S 0 1,0 2,0 optische Dichte Abb. 12: Verlauf von Betakurven für die Unscharfe-Maske-Technik und die Dynamic- Range-Reconstruction-Technik. Auf der x-achse sind die Grauwerte des ursprünglichen Bildes (links weiß, rechts schwarz) dargestellt. Auf der y-achse ist die jeweilige Anhebung (Verstärkung) der einzelnen Grauwerte um einen Faktor zwischen 0 und 1 angegeben. Beispiel: Bei der linear verlaufenden F-Kurve werden alle Grauwerte gleichermaßen um den Faktor 1 angehoben (verstärkt), bei der S-Kurve werden die hellen Werte bis zu einer Dichte von 0,5 gar nicht, ab einer Dichte von 1,15 in vollem Umfang angehoben. Bei einer Dichte von 0,9 werden die Grauwerte zu 50% angehoben (modifiziert nach PUTZKA 2000) Dynamic Range Reconstruction (DRR) Die Bildverarbeitung mit der DRR-Technik ermöglicht feine Strukturen hervorzuheben, ohne dabei den Gesamteindruck des Bildes zu verändern. Durch einen Kontrastausgleich im Bereich grober Strukturen entsteht ein größerer Dynamikbereich, der eine kontrastreiche Darstellung feiner Strukturen gestattet. 84

85 LITERATUR Vor Einstellung des Kontrastausgleiches wird der Kontrast-/Helligkeitsverlauf angepaßt: Im DRR-Modus ist eine gute Bildwiedergabe durch einen angepaßten Verlauf der Funktionskurve (γ-kurve) für Kontrast und Helligkeit innerhalb des interessierenden Grauwertebereichs gekennzeichnet. Die Kurve kann mit Hilfe der Fenstertechnik in ihrem Verlauf und in ihrer Position verändert werden (NEITZEL 1998). Auf der x- Achse einer solchen Funktionskurve sind die Grauwerte des ursprünglichen Bildes, auf der y-achse die des bearbeiteten Bildes von 0 (weiß) bis 100 (schwarz) dargestellt. Die Kurve gibt an, welchem Grauwert des ursprünglichen Bildes welcher neue Grauwert zugewiesen wird. Der Kontrast wird durch die Fensterbreite (Window Width - WW) bestimmt. Bei einer linearen Kurve mit einem Fenster von 0 bis 100 behält jeder Pixel seinen Grauwert. Bei einer steileren Kurve (enges Fenster, kleiner als 100) wird nur ein Teil der Ausgangsgrauwerte zugrunde gelegt, die Grauwerte werden komprimiert, es entsteht ein kontrastreiches Bild. Bei einem großen Fenster, dessen Grenzen unterhalb von 0 und oberhalb von 100 liegen, verläuft die Kurve sehr flach und es werden alle Grauwerte des ursprünglichen Bildes verwendet. Als Richtwert für die Fensterbreite gilt der Wert 50, der nicht unterschritten werden sollte. Die Fensterlage (Window Level - WL) entscheidet über den Helligkeitsbereich. Kleine Werte stehen für helle, große für dunkle Graustufen. Das gewählte Fenster sollte zwischen 0 und 100 liegen. Das Fenster sollte so klein wie nötig, aber so groß wie möglich gewählt werden um möglichst viele der Ausgangsgrauwerte zu erhalten. Außerdem kann bei dieser Technik durch die Wahl einer geeigneten Funktionskurve (Look-Up-Table (LUT) von 1 bis 3 wählbar) die eigentlich lineare Kurve für Kontrast und Helligkeit eine leichte Wölbung erhalten (NEITZEL 1998). Ein LUT von 3 bewirkt dabei einen dunkleren Bildeindruck als ein LUT von 1. Im Anschluß an die Optimierung der Fensterwerte werden Kontrastausgleich und Schärfe eingestellt: Durch den Kontrastausgleich werden die Grobkontraste herabgesetzt und damit Raum für die Darstellung feiner Details geschaffen. Der DRR-Modus stellt eine Variante der unscharfen Maskenfilterung (siehe ) dar. Dabei werden zwei Kernel nacheinander angewendet. Zunächst wird ein Kernel K 1 (zwischen 51 und 85

86 LITERATUR 255) zur Erstellung des unscharfen Maskenbildes B 1us angewendet. B 1us = B orig x K 1 Bei der Wahl des Kernels K 1 gilt: großflächige Anatomie=großer Kernel, kleine Körperteile= kleiner Kernel. Diese unscharfe Maske wird gewichtet mit dem Faktor ce (Kontrastausgleich KA zwischen 0 und 1) vom Originalbild subtrahiert. B ce = B orig + ce (B orig - B 1us ) Dieser Anhebung liegt immer die Beta-Kurve vom Typ F (siehe Abb. 12) zugrunde, es werden also alle Graustufen in gleichem Maße angehoben. Im zweiten Schritt wird das Originalbild mit einem zweiten Kernel K 2 angehoben. B 2us = B orig x K 2 Der zweite Kernel wird gewichtet mit dem Faktor S (Konturenschärfe KS zwischen 0 und 1), der ausschließlich feinste Strukturen verstärkt. Es besteht die Möglichkeit der selektiven Anhebung bestimmter Helligkeitsbereiche durch Wahl der Beta-Kurve (siehe Abb. 12). Durch Zusammenfügen dieser beiden Bearbeitungsschritte entsteht das zweifach bearbeitete Bild B DRR. B DRR = B ce + S x S beta (B ce B 2us ) Diese Technik hat den Vorteil, daß durch den großen Kernel zunächst große, flächenhafte Strukturen mit niedriger Ortsfrequenz (siehe ) angehoben werden und im darauffolgenden Schritt durch einen kleinen Kernel die kleinen und feinen Strukturen mit hoher Ortsfrequenz (MUELLER 1999). 2.8 Vor- und Nachteile der digitalen Lumineszenzradiographie im Vergleich zur konventionellen Röntgentechnik Im Vergleich zur herkömmlichen Röntgentechnik bietet die digitale Lumineszenzradiographie große Vorteile, aber auch Nachteile für die klinische Diagnostik. Folgende Vorteile liegen vor: Die Möglichkeit der Nachbearbeitung digitaler Röntgenbilder hat Einfluß auf ihre Qualität und dient dem Hervorheben diagnostischer Information bei gleichzeitiger 86

87 LITERATUR Unterdrückung nichtbenötigter Daten. Sie führt also zur Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit (NEITZEL 1998). Durch die hohe Signaldynamik und die lineare Charakteristik des Aufnahmesystems ist die Detektion eines extrem großen Absorptionsumfanges möglich (DÖHRING u. URBACH 1991a), was vor allem bei solchen Aufnahmen von Vorteil ist, bei denen stark unterschiedliche Strahlenschwächungen im Objekt stattfinden. Dadurch werden in derselben Aufnahme sowohl schwach als auch stärker belichtete Bereiche beurteilbar. So können z.b. bei Extremitätenaufnahmen sowohl Knochen als auch Weichteile beurteilt werden. Bei der digitalen Lumineszenzradiographie kommt es im Gegensatz zum konventionellen Film-Folien-System zu einer getrennten Optimierung von Einzelkomponenten wie Aufnahme, Bilddarstellung oder Archivierung (DÖHRING u. URBACH 1991b, NEITZEL 1998). Durch den weiten Dosisspielraum und die große Bilddynamik werden Fehlbelichtungen weitestgehend ausgeschlossen. Somit kommt es auch zu einer indirekten Dosisreduktion aufgrund geringerer Wiederholungsaufnahmen (NEITZEL 1998). Durch die automatische Signalnormierung und den großen Dynamikumfang kann eine gleichmäßige optische Dichte (Schwärzung) und ein gleichmäßiger Kontrast erreicht werden, jedoch wird mit abfallender Dosis die Bildqualität durch das Quantenrauschen begrenzt (MERRIT 1985, NEITZEL 1998). Durch den Ausschluß redundanter Absorptionsbereiche (wie z.b. das Objekt umgebende Luft oder die Einblendung peripherer Randzonen) ermöglicht die automatische Signalnormierung die Darstellung ausschließlich relevanter Objektanteile mit bestmöglichem Bildkontrast (DÖHRING u. URBACH 1991a). Die Bilder werden auf einem Monitor dargestellt, können jedoch nach optimaler Bearbeitung auch als Hardcopy auf einem einseitig beschichteten Röntgenfilm ausgedruckt werden. So können auch Kopien von gleicher Qualität wie der des Originals erstellt werden. Die Verkleinerung der Bilder beim Ausdrucken ermöglicht eine Kosteneinsparung (BUCHMANN 1996). 87

88 LITERATUR Durch die Möglichkeit der filmlosen Archivierung (FRÖSSLER 1988) kann eine erhebliche Einsparung von Raum und Platz erfolgen. Da dadurch auch die für die Entwicklung oder Herstellung von Hardcopies notwendigen Chemikalien wegfallen, ist eine Entlastung der Umwelt gegeben. Die digitalen Detektoren können mehrfach verwendet werden (BUCHMANN 1996). Die elektronische Übertragung von Röntgenbildern von einem Ort zum anderen (Teleradiologie) macht eine Interpretation oder Konsultation möglich (AMERICAN COLLEGE OF RADIOLOGY 1994). Desweiteren kann die Teleradiologie auch intrainstitutionell der Weitergabe von Röntgeninformation in den OP oder zur Studentenausbildung dienen (BORCHERS 1998, ANALOUI u. BUCKWALTER 2000). Bei Verwendung der heute auf dem Markt befindlichen tragbaren digitalen Röntgenanlagen bietet sich der Vorteil der Beurteilung der Bilder vor Ort, wodurch eine eventuell notwendige Wiederholung von Aufnahmen sofort erkannt und durchgeführt werden kann. Hierdurch kommt es zu einer erheblichen Zeit- und Kostenersparnis. Das durch geringe Quantenausbeute bedingte Rauschen kann durch digitale Nachbearbeitung unterdrückt werden, so daß bei guter Nachbearbeitung die Dosis vielfach sogar ohne Einbußen in der Bildqualität herabgesetzt werden kann. Im Vergleich zu einem Film-Folien-System der Empfindlichkeit 400 ist oft nur % der Röntgendosis nötig (NEITZEL 1998). Neben diesen Vorteilen bringt die digitale Lumineszenzradiographie aber auch einige Nachteile mit sich: Durch die Laserabtastbreite und die Pixelgröße (Detektionsbildelement) ergibt sich gegenüber der konventionellen Technik eine nominell geringere Ortsauflösung, gemessen in Lp/mm, so daß Hochkontraststrukturen schlechter dargestellt werden (DÖHRING u. URBACH 1991b). Dieses hat für die Darstellung des Strahlbeins des Pferdes eine limitierende Bedeutung. Ansonsten sind die Hochkontraststrukturen jedoch klinisch wenig relevant. Wichtiger sind die 88

89 LITERATUR Niedrigkontraststrukturen, deren Detektion wesentlich vom Signal-Rausch- Verhältnis bestimmt wird. Die Anschaffungskosten liegen mit ca Euro weit über denen für eine konventionelle Röntgenanlage. Somit dürfte die Anschaffung für die tierärztliche Praxis derzeitig noch die Ausnahme darstellen. Die Migration von der konventionellen zur digitalen Röntgentechnik ist sehr arbeitsintensiv und zeitaufwendig (MUELLER 2002)*. * laut persönlicher Mitteilung von Herrn G.-B. Mueller, Hannover, im März

90 MATERIAL UND METHODE 3 Material und Methode 3.1 Geräte Zur Erstellung der Röntgenbilder des Strahlbeins wurden folgende Geräte eingesetzt Die Röntgenanlage Die Röntgenanlage der Klinik für Pferde der Tierärztlichen Hochschule Hannover bestand aus dem Gleichspannungsgenerator OPTIMUS 80 der Firma Philips Medizinsysteme, Hamburg, und einer Hochleistungsröhre (Typ SRO 33100) mit einem Röntgenröhrenschutzgehäuse (Typ ROT 350) derselben Firma. Die Röhre hatte eine Eigenfilterung von 2,5 mm Al. Es waren zwei verschiedene Brennflecke (0,6 und 1,2 mm 2 ) wählbar. Mit der Röntgenröhre konnte eine maximale Spannung von 150 kv und eine maximale elektrische Leistung von 1100 ma bei 70 kv und 533 ma bei 150 kv erreicht werden. Im Röntgenraum befanden sich zwei teleskopische Säulenstative, die in drei Ebenen verschiebbar waren. Diese Röntgenanlage wurde sowohl für die Strahlbeinaufnahmen mit der digitalen als auch mit der konventionellen Röntgentechnik verwendet Geräte der konventionellen Röntgentechnik Kassette Für die konventionellen Aufnahmen wurde eine Kassette im Format von 24x30 cm der Firma Du Pont de Nemours GmbH, Bad Homburg, verwendet Film und Verstärkerfolie Für die konventionellen Aufnahmen wurde ein doppelseitig beschichteter für UV- und blaues Licht empfindlicher Film (Konica A3) der Firma Konica Europe GmbH, Hohenbrunn, verwendet. Er war abgestimmt auf die Emission von CaWO 4 -Folien und allen UV/blau-emittierenden Folien auf der Basis seltener Erden. Dieser Film lieferte in Verbindung mit einer entsprechenden Verstärkerfolie feinkörnige Aufnahmen von hoher Detailerkennbarkeit. 90

91 MATERIAL UND METHODE Die Röntgenkassette enthielt eine Ultra-Vision Rapid Verstärkerfolie der Firma Du Pont de Nemours GmbH, Bad Homburg, mit Yttrium-Tantalat als Leuchtstoff, welcher ultraviolettes Licht emittierte (Empfindlichkeitsklasse 400) Entwicklung Zur Entwicklung der belichteten Filme wurde die Röntgen-Entwicklungsmaschine QX-70 der Firma Konica Europe GmbH, Hohenbrunn, in der Klinik für Rinderkrankheiten der Tierärztlichen Hochschule Hannover verwendet Geräte der digitalen Röntgentechnik Kassetten Für die Anfertigung der digitalen Strahlbeinaufnahmen wurden Standard- und Mammographie-Kassetten verwendet. Es handelte sich hierbei um Aluminiumkassetten vom Modell Fuji IP 3A (Standard-Kassetten) bzw. 3 (Mammographie-Kassette) der Firma Fuji Photo Film, Japan, mit Karbonfaserfrontplatte. Zur Verminderung der Rückstrahlung war in die Rückseiten dieser Kassetten zusätzlich eine 0,06 mm starke Bleifolie eingearbeitet. Die Standard-Kassetten (Format 24 x 30 cm) waren oben, die Mammographie-Kassette (Format 18 x 24 cm) unten mit einem grünen Strich gekennzeichnet Speicherfolien Es wurden die Speicherleuchtstoffolien CR ST-V N und CR HR-V der Firma Fuji Photo Film, Japan, verwendet. Die Standard-Folien unterschieden sich von der Mammographie-Folie bezüglich der Matrixgröße, den Bildpunktgrößen und den Linienpaaren pro mm (siehe 2.7.3) Die digitale Lumineszenzradiographie-Anlage Das Philips Computered Radiography System (PCR AC3) bestand aus einem Bedienterminal, dem Speicherfolien-Lesegerät AC3, einer EasyVision Station (EasyVision RAD) und einer Laserkamera zum Ausdrucken von Filmen. 91

92 MATERIAL UND METHODE Das Bedienterminal war computergesteuert mit PC, Tastatur, Eingabeeinheit (EL- Bildschirm mit Funktionstasten) und Software. Die Patientendaten wurden über die Tastatur eingegeben, die Funktionstasten dienten der Patientenbezeichnung, der gewünschten Untersuchung und eventueller Änderungen programmierter Parameter. Des weiteren waren Schnittstellen für Ethernet, Modem, Drucker, CD-Brenner, weitere Archivierungssysteme und für das Speicherfolien-Lesegerät vorhanden. Die Patientendaten gelangten über das Netzwerk (Ethernet) zu der EasyVision Station. Das Speicherfolien-Lesegerät AC3 bestand aus einer Kassetteneingabe-/- ausgabe-einheit, der Leseeinheit, Interface und Software. Die Kassetteneingabe-/- ausgabe-einheit entnahm die exponierten Speicherfolien aus der Kassette, transportierte diese in die Leseeinheit und zurück und belud die Kassette wieder mit der gelöschten Folie. In der Leseeinheit wurde die Information auf 12 Bit (4096 Graustufen) analog/digital gewandelt. Die verbliebene Restinformation der Speicherfolie wurde mit weißem Licht gelöscht. Die Patientendaten wurden über ein serielles Interface vom Bedienterminal übermittelt. Die Bilddaten gelangten über das Netzwerk (Ethernet) zur EasyVision Station. Die Software regelte die automatische Steuerung des Leseprozesses und die Kommunikation mit dem Bedienterminal und der EasyVision Station. Der Auslesemodus und der MRM-Code (siehe 2.7.3) konnten über das Bedienterminal gewählt werden. Die EasyVision Station bestand aus einer Konsole, einem Systemschrank mit digitalen Schnittstellen, einem Bildschirm, einer Tastatur mit Maus und den Basisprogrammen. Der Systemschrank beinhaltete den Rechner und Speicher (SUN ULTRA 10) mit einer 2,2-Gbyte-Festplatte für das Betriebssystem und einer zusätzlichen Festplatte mit 14,2 Gbyte für die Bilddaten. Die RAM Speicherkapazität betrug 192 Mbyte für die EasyVision RAD oder 64 Mbyte für die EasyVision Printstation. Es waren fünf Schnittstellen für Ethernet, das PCR- Lesegerät, die Laserkamera sowie zwei asynchrone serielle Schnittstellen vorhanden. Der Monitor war ein 21 -Monitor mit einer Hochauflösung von 1280x1024 Bildpunkten und einer Bildwiedergabefrequenz von 66 Hz bis 72 Hz. Tastatur und Maus dienten der Eingabe von Patientendaten und zur Bedienung des Bildschirmmenüs. 92

93 MATERIAL UND METHODE Die Basisprogramme bestanden aus dem Betriebssystem UNIX (Solaris), aus dem EasyView inklusive der Bearbeitungsmöglichkeiten mit der Unscharfen Maske, einem Software-Paket zur Wiedergabe und Bearbeitung empfangener Röntgenbilder, aus dem EasyPrint, einem Software-Paket zur Erstellung von Filmen, einem Software-Paket zur Bearbeitung der Röntgenbilder nach dem DRR-Prinzip und aus einem PMSnet Interface zur Datenübertragung zwischen Station und PMSnetkompatiblen Systemen. Die Röntgenbilder wurden auf Optical Disc (DEC-S65MO) der Firma Pioneer Electric (Europe) N.V., UK, gespeichert Die Erstellung von Hardcopies Die digitalen Röntgenbilder wurden nach der Bearbeitung mit einer Laserkamera (FL- IM 3543) von der Firma Fuji Photo Film, Düsseldorf, ausgedruckt. Der Laser Imager wandelte digitale Bildsignale, die von einem Multi-Formatter gesendet wurden, in Laserlicht um. Das latente Bild konnte durch Abscannen eines LI-FM 35 x 43 cm Filmes mit dem hochpräzisen Laserlicht gespeichert werden. Nach der Entwicklung erzeugte dieser Film ein Röntgenbild. Die Verarbeitungskapazität des Laser Imagers lag bei 150 Blatt/h. Die Bildaufzeichnungsdichte betrug 10 Pixel/mm. Die Graustufen betrugen 10 Bit (1024 Stufen/Dichte linear). Die Röntgenbilder der Strahlbeine wurden in zwei Zeilen und zwei Spalten pro Film ausgedruckt (4-on-1). 3.2 Röntgentechnische Geräte Tubus Der Tubus bestand aus einem konischen Metallrohr mit einem Durchmesser von 8 cm und einer Länge von 35 cm, welches innen mit einer ca. 1 mm starken Bleischicht versehen war (siehe Abb. 13). Dieses Rohr war auf einer ebenfalls mit Blei versehenen Platte befestigt, die vor das Strahlenaustrittsfenster der Röntgenröhre geschoben werden konnte. Das Primärstrahlenbündel wurde mit Hilfe der Lichtvisierblenden auf den Durchmesser der runden Öffnung eingestellt. 93

94 MATERIAL UND METHODE Abb. 13: Der Tubus Raster Es wurde ein fokussiertes Raster der Firma Selbu verwendet. Der Fokus-Film- Abstand betrug 80 cm, das Schachtverhältnis war 6:1 mit 85 Lamellen pro cm. Das Raster war 20,5 x 26,5 cm groß, als Schachtmedium diente Aluminium. Dieses Streustrahlenraster wurde zwischen Objekt und Film verwendet. Der Fokus-Objekt- Abstand betrug 80 cm, der Objekt-Film-Abstand 0 cm. 3.3 Untersuchungsmaterial Es wurden 20 in den Fesselgelenken abgesetzte Vordergliedmaßen von adulten toten Warmblutpferden verwendet. Durchmesser und Umfang der Hufe wurden im Oxspring-Klotz auf Höhe des Zentralstrahls ermittelt. 94

95 MATERIAL UND METHODE 3.4 Versuchsanordnung Zur röntgenologischen Darstellung des Strahlbeins wurde der Huf ausgeschnitten und die Strahlfurchen anschließend mit Kontrastmittel Fassdichte ausgefüllt. Die Röntgenaufnahmen der Hufe wurden auf einem Oxspring-Klotz aus Holz und Plexiglas (siehe Abb. 14) erstellt. Der Holzsockel des Klotzes hatte eine Höhe von 10 cm, eine Breite von 20 cm und eine Länge von 40 cm. Das darauf befestigte Plexiglas bildete einen Winkel von 60 Grad zum Boden, die obere hintere Begrenzung war 14 cm hoch. Die Hufspitze befand sich 15,5 cm über dem Boden. 14 cm cm 15,5 cm 10 cm 40 cm Abb. 14: Der Oxspring-Klotz Der vorbereitete Huf wurde mit Hilfe von Klebeband im Bereich der Hufspitze im Oxspring-Klotz befestigt. Der Oxspring-Klotz mit der abgesetzten Gliedmaße wurde auf ebenem Boden vor der an einem Deckenstativ aufgehängten Röntgenröhre platziert (siehe Abb. 15). Der Zentralstrahl verlief horizontal, der Aufnahmewinkel konnte durch Kippen der Röntgenröhre variiert werden. 95

96 MATERIAL UND METHODE Abb. 15: Versuchs-Aufbau am Beispiel einer mit der Grödel-Technik angefertigten Röntgenaufnahme. Der Fokus-Objekt-Abstand und der Objekt-Film-Abstand wurde mit den abgebildeten Meßlatten bestimmt. Der Fokus-Objekt-Abstand wurde zwischen Strahlenaustrittsfenster der Röntgenröhre und der hinteren Begrenzung des Plexiglases und der Objekt-Film- Abstand zwischen hinterer Begrenzung des Plexiglases und der Filmebene gemessen. Der Zentralstrahl wurde ca. 1 cm oberhalb des Kronsaums eingestellt. Mit Hilfe der Lichtvisierblenden konnte das Primärstrahlenbündel in der Größe verändert werden. Die Kassette wurde hinter das Plexiglas auf den Holzsockel gestellt (siehe Abb. 15). Zunächst wurde eine Röntgenaufnahme mit horizontalem Zentralstrahl angefertigt. Wenn das daraus resultierende Röntgenbild Überlagerungen des distalen Strahlbeinrandes mit Anteilen des Hufgelenks oder des Hufbeins zeigte, wurde der Winkel der Röntgenröhre um 5 zur Horizontalen nach unten korrigiert, so daß der Zentralstrahl geringgradig von proximal auf die Gliedmaße traf. 96

97 MATERIAL UND METHODE 3.5 Vorversuche Zur Erstellung eines Röntgenbildes des Strahlbeins von guter Qualität wurden in Vorversuchen subjektiv die optimalen Expositionsparameter (kv, mas, Wahl des Brennflecks, Einblendung, Fokus-Objekt-Abstand (siehe 2.7 und 2.7.1)), die optimale Röntgentechnik (ohne Hilfsmittel, Grödel-Technik, Tubus, Raster, Mammographie- Kassette (siehe 2.7.1)), der am besten geeignete Auslesemodus (Auto- oder Fix- Modus (siehe 2.7.3)) und der beste Modus für die digitale Bearbeitung (UM oder DRR mit den jeweiligen Variablen (siehe und 2)) ermittelt. Die Röntgenaufnahmen für diese Vorversuche wurden an drei Präparaten angefertigt. Drei Beurteiler bewerteten jeweils die Detailerkennbarkeit von Kontur, Struktur und Canales sesamoidales sowie den Gesamteindruck des Strahlbeins im Röntgenbild. Auf den Röntgenaufnahmen des Strahlbeins sollten folgende Strukturen und Konturen in guter Qualität dargestellt werden: 1. Die Kontur des gesamten Strahlbeins. Am proximalen und distalen Strahlbeinrand die Konturen der Facies flexoria und der Facies articularis (siehe 2.4.1). Die Kontur der Seitenenden des Strahlbeins für eine Beurteilung eventueller Knochenzubildungen an den Bandansätzen (siehe ). 2. Die Form und Tiefe der Canales sesamoidales. 3. Die Spongiosabälkchen und eventuelle Skerosierungszonen um die Canales sesamoidales. Außerdem wurde der Gesamteindruck der Röntgenaufnahmen durch die Beurteiler bewertet. Zunächst wurde der am besten geeignete Brennfleck (0,6 mm 2 und 1,2 mm 2 ) an Röntgenaufnahmen von drei Präparaten ermittelt. Zur Beurteilung der am besten geeigneten Einblendung wurde einerseits die gesamte Röntgen-Kassette belichtet, andererseits wurde das Primärstrahlenbündel der Breite des Hufes angeglichen und auf eine Höhe von ca. 4-5 cm eingeblendet. Der optimale Fokus-Objekt-Abstand wurde ermittelt, indem dieser von 40 cm in 10- cm-schritten bis auf 150 cm vergrößert wurde. 97

98 MATERIAL UND METHODE Mit dem optimalen Fokus-Objekt-Abstand wurde der am besten geeignete Objekt- Film-Abstand für die Grödel-Technik (siehe 2.7.1) ermittelt, indem er bei einer Belichtung von 70 kv und 40 mas von 2 cm in 2-cm-Schritten bis auf 20 cm vergrößert wurde und die Röntgenbilder von den drei Beurteilern bezüglich der genannten Kriterien beurteilt wurden (siehe 4.1). Die Ermittlung der verwendeten kv- und mas-werte ist der Tab. 1 zu entnehmen. Tab. 1: In den Vorversuchen überprüfte Belichtungs-Werte Veränderung der Belichtungswerte mas ohne Hilfsmittel, Grödel-Technik, Tubus Raster, Mammographie-Kassette kv mas kv mas kv mas kv mas kv mas kv mas 70 / / / / / / / / / / / / 160 kv 60 / / / / 40 Legende zu Tab. 1: Die Ausgangswerte für die linke Seite der Tabelle waren von der Firma Philips Medizin Systeme, Hamburg, mit 70 kv und 20 mas bzw. 78 kv und 20 mas angegeben. Diese Werte wurden in Anlehnung an die Belichtungs-Tabelle (siehe Tab. 2) jeweils vergrößert bzw. verringert. Die linke Hälfe der Tabelle zeigt die überprüften Belichtungs-Werte der Röntgentechniken ohne Hilfsmittel, Grödel-Technik oder Tubus. Die rechte Seite der Tabelle zeigt dagegen die Belichtungs-Werte der Röntgentechniken mit Raster oder Mammographie-Kassette. Die Ausgangswerte für die rechte Seite von 70 kv und 40 mas bzw. 78 kv und 40 mas ergaben sich aus der Belichtungs-Tabelle (siehe Tab. 2). Für die Wahl des zu verwendenden MRM-Codes (siehe 2.7.3) wurde zum Teil auf die Erfahrungen aus der Humanmedizin zurückgegriffen. Für die Darstellung der unteren Extremitäten standen hier elf verschiedene MRM-Codes zur Verfügung, mit denen die Röntgenaufnahmen des Strahlbeins des Pferdes ausgelesen wurden. Außerdem wurden MRM-Codes anderer Körperregionen verwendet. Für den 98

99 MATERIAL UND METHODE weiteren Verlauf der Vorversuche konnte aber ein MRM-Code verwendet werden, der als einziger Röntgenbilder guter Qualität hervorbrachte. Der optimale Auslesemodus (siehe 2.7.3) wurde ermittelt, indem die Röntgenbilder mit dem Auto- und dem Fix-Modus ausgelesen wurden. Die Auslesung der Röntgenbilder im Fix-Modus erfolgte wiederum mit neun verschiedenen S k -Fix- Werten (siehe Abb. 16). Alle mit den verschiedenen Auslesemodi erstellten Röntgenbilder wurden mit der UM- und der DRR-Technik digital bearbeitet. Die Beurteiler wählten die zur optimalen Beurteilbarkeit von Kontur, Struktur und Canales sesamoidales am besten geeigneten Einstellungen für jedes Röntgenbild. Diese Einstellungen wurden in den Hauptversuchen verwendet. Bei Einsatz der UM-Technik wurden Anstieg, Verschiebung, Drehpunkt und Art der Funktionskurve, Anhebung, Art der β-kurve und der Verstärkungsfaktor (siehe ) eingestellt. Bei der DRR-Technik wurden Fensterbreite und -lage, Kontrastausgleich, großer Kernel, Konturenschärfe, kleiner Kernel, Schärfekurve und LUT (siehe und ) für jedes Röntgenbild optimiert. Der kleine Kernel konnte im Funktionsfenster des DRR-Modus mit 3, 5, 7 oder 9 gewählt werden. Durch Änderung in der Software konnte er jedoch auch alle anderen ungeraden Werte bis 255 annehmen. Die gewählten Einstellungen für jedes der 20 Präparate der Hauptversuche sind in Tab aufgeführt. Alle variablen Parameter (Belichtung, Röntgentechnik, Auslesemodus und digitale Bearbeitung) wurden miteinander kombiniert. Es ergab sich daraus eine theoretische Anzahl von 1400 Röntgenbildern pro Präparat (siehe Abb. 16). Im Verlauf der Vorversuche stellten sich bei der Kombination der Variablen Tendenzen heraus, die zeigten, daß eine Vielzahl der theoretisch möglichen Kombinationen aus folgenden Gründen nicht weiter untersuchenswert waren (siehe 4.1): Ergab zum Beispiel die Kombination der Belichtungs-Werte 70 kv / 40 mas, der Grödel-Technik, des Fix- Modus und eines S k -Fix-Wertes von 270 ein schlecht auswertbares Röntgenbild, und die gleichen Einstellungen mit einem S k -Fix-Wert von 250 ein qualitativ noch schlechteres, wurde auf die Auslesung mit den S k -Fix-Werten 230, 210 und 190 verzichtet. Bei den schlecht auswertbaren Röntgenbildern gelang es trotz digitaler 99

100 MATERIAL UND METHODE Exposition [kv/mas] 60/20 60/40 70/10 70/20 70/40 70/80 70/160 78/10 78/20 78/40 78/80 78/160 85/20 85/40 Röntgentechnik Ohne Hilfsmittel Grödel-Technik Tubus Raster Mammographie- Kassette Auslesemodus Auto-Modus Fix-Modus S k -Fix-Wert Unscharfe-Maske-Technik Digitale Bearbeitung Dynamic-Range-Reconstruction-Technik Digitales Röntgenbild Abb. 16: Entstehungsmöglichkeiten eines digitalen Röntgenbildes der Vorversuche. Es wurden die in Tab. 1 genannten Belichtungs-Werte (siehe Exposition ) zu Grunde gelegt. Diese 14 Belichtungs-Werte wurden mit den fünf Röntgentechniken kombiniert und die so belichteten Röntgenkassetten mit dem Auto- und mit dem Fix-Modus (siehe Auslesemodus ) ausgelesen. Die mit dem Fix-Modus ausgelesenen Röntgenkassetten wurden mit neun verschiedenen S k -Fix-Werten ausgelesen. Die so entstandenen Röntgenbilder wurden mit der Unscharfe-Maske-Technik und mit der Dynamic-Range- Reconstruction-Technik (siehe digitale Bearbeitung ) digital bearbeitet. Es ergab sich eine theoretische Gesamtzahl von 1400 Röntgenbildern für jedes der drei Präparate der Vorversuche. 100

101 MATERIAL UND METHODE Bearbeitung nicht, ein Röntgenbild des Strahlbeins zu erstellen, auf dem die röntgenologisch wichtigen Kriterien in ausreichendem Maße zu beurteilen waren. Diese Röntgenaufnahmen wurden aus der weiteren Auswertung ausgeschlossen. So konnte die Anzahl der zu beurteilenden Röntgenbilder auf ca. 200 pro Präparat reduziert werden. Durch weiteres stufenweises Ausschließen der am schlechtesten zu beurteilenden Strahlbeine durch die drei Beurteiler ergaben sich elf Kombinationen von röntgentechnischen und digitalen Parametern, die für die Hauptversuche (siehe 3.6) verwendet wurden. Tab. 2: Belichtungs-Punkte-Tabelle Belichtungsspielraum Röhren-Strom (mas) von Wert zu Wert je 1 BP Röhren-Spannung (kv) Fokus-Film-Abstand Streustrahlenraster Mammographie- Kassette ± 1 Belichtungspunkt (BP) Doppelter bzw. halber mas-wert: ± 3 BP 5 6, kv BP Mittlerer kv-bereich 0,5 0,7 1,0 1,4 2,0 Meter ± BP Hohe Mittlere Geringe ohne Selektivität Selektivität Selektivität Raster ± 0 (Bezug) - 1 bis - 2 BP - 2 bis - 4 BP - 4 bis - 6 BP Bei Verwendung der Mammographie-Kassette muß die Röntgendosis um 3 BP erhöht werden. Legende zu Tab. 2: Die Veränderungen von Röhren-Strom (mas) und Röhren-Spannung (kv) sowie die notwendigen Veränderungen der Belichtung bei Veränderung des Fokus- Film-Abstandes, sowie bei Verwendung von Streustrahlenrastern oder der Mammographie-Kassette werden in Belichtungspunkten quantifiziert. Beispiel: eine durch die Verwendung einer Mammographie-Kassette erforderliche Erhöhung der Belichtung um 3 Belichtungspunkte kann erreicht werden durch eine Verdopplung des mas-wertes, eine Erhöhung des kv-wertes z.b. von 70 auf 80 kv oder durch eine Verringerung des Fokus- Film-Abstandes von 1 m auf 70 cm (modifiziert nach HARTUNG u. TELLHELM 2000). 101

102 MATERIAL UND METHODE Zur Optimierung der konventionellen Röntgentechnik wurden auch die für die digitale Technik ermittelten Werte für den Brennfleck, die Einblendung und den Fokus-Objekt-Abstand angewendet. Die konventionellen Röntgenbilder wurden unter Verwendung eines Rasters (siehe und 3.2.2) angefertigt. Es wurden an fünf Präparaten die Belichtungs-Werte entsprechend der Belichtungs-Tabelle (siehe Tab. 2) zwischen 40 und 70 kv sowie zwischen 12 und 80 mas variiert. Die so erstellten Röntgenbilder wurden von den drei Beurteilern bewertet, um die optimale Exposition in Abhängigkeit vom Durchmesser und Umfang des Präparates für die konventionellen Röntgenbilder der Hauptversuche zu ermitteln (siehe und 4.1). 3.6 Hauptversuche Methodik Entsprechend der Ergebnisse der Vorversuche (siehe 4.1) wurden aus der Vielzahl der Kombinationen von Exposition, Röntgentechnik, Auslesemodus und digitaler Bearbeitung die elf von den drei Beurteilern am besten bewerteten Methoden für die Darstellung der röntgenologisch wichtigen Kriterien des Strahlbeins zur Durchführung der Hauptversuche verwendet. Es wurden von 20 Präparaten (im Fesselgelenk abgesetzte Vordergliedmaßen von adulten toten Warmblutpferden) Röntgenaufnahmen mit jeweils 13 verschiedenen Methoden angefertigt (siehe Tab. 3 und Tab ). Die Aufnahmen unterschieden sich hinsichtlich: der Exposition (Methode 1-3), der verwendeten Hilfsmittel und -techniken (Methode 4-6), der Auslesung (Methode 7 und 8), der digitalen Nachbearbeitung (Methode 9-11) oder des Aufnahmesystems (konventionell/digital) (Methode 12). 102

103 MATERIAL UND METHODE Außerdem wurde eine Aufnahme vom isolierten Strahlbein nach Entfernen des Fessel- und Kronbeins (Methode 13) erstellt (siehe 3.7). In Tab. 3 sind die Aufnahme- und Bearbeitungsparameter zusammenfassend dargestellt. Tab. 3: Standardisiert variierte röntgenologische Aufnahme-, Auslese- und Bearbeitungstechniken für die Methoden der Hauptversuche Methode O-F (cm) Hilfsmittel/ Technik Auslese-Modus kv mas ms Vergrößerung digitale Bearbeitungstechnik K2 (DRR) RE (UM) 1 14 Grödel-Technik Auto ,86 DRR Grödel-Technik Auto ,86 DRR Grödel-Technik Auto ,86 DRR Tubus Auto ,13 DRR Raster Auto ,13 DRR Mammo-Kassette Auto ,72 DRR Grödel-Technik Fix ,86 DRR Raster Fix ,13 DRR Grödel-Technik Auto ,86 DRR Grödel-Technik Auto ,86 UM Grödel-Technik Auto ,86 UM konventionell individuell Isoliertes SB Auto ,86 DRR 7 Legende zu Tab. 3: Die für jedes Präparat individuell optimierten Einstellungsparameter sind den Tab , die konstanten Einstellungen der digitalen Nachbearbeitung sind in dieser Legende angegeben. Die im Vergleich zu Methode 1 veränderten Parameter sind fettgedruckt. O-F=Objekt-Film-Abstand, Mammo-Kassette=Mammogrophie-Kassette, SB=Strahlbein DRR: Die Fensterbreite (WW) und die Fensterlage (WL) wurden für jedes Röntgenbild individuell variiert (siehe Tab ). Der Kontrastausgleich (KA) betrug 1,0, die Filterkerngröße (K1) 75 und die Konturenschärfe (KS) 1,0. Der kleine Kernel (K2) wurde auf 7, bei Methode 9 auf 13 eingestellt. Es wurde die ß-Kurve vom Typ F und ein LUT von 3 verwendet. UM: Der Anstieg (GA), die Verschiebung (GS) und der Drehpunkt der Funktionskurve wurden für jedes Röntgenbild individuell variiert (siehe Tab ). Die Art der Funktionskurve (GT) war O, die Anhebung (RE) betrug 2 bzw. 4. Es wurde die ß-Kurve vom Typ F verwendet. Der Verstärkungsfaktor (RN) betrug 9 mit einem entsprechenden Kernel von

104 MATERIAL UND METHODE Die konventionellen Aufnahmeparameter Das konventionelle Röntgenbild wurde mit der unter 3.4 beschriebenen Versuchsanordnung angefertigt. Es wurde ein Raster (siehe 3.2.2) verwendet. Der Fokus-Objekt-Abstand betrug 80 cm, der Objekt-Film-Abstand 0 cm. Der Umfang eines Präparates auf Höhe des Zentralstrahles, der einen Einfluß auf die optimale Belichtung hatte, wurde folgendermaßen berücksichtigt: Der kv-wert betrug immer 55 kv. Dagegen wurden die mas-werte in Abhängigkeit von Durchmesser und Umfang des Präparates variiert (siehe 4.1.2). Bei frisch zubereiteter Entwicklungsflüssigkeit ergaben sich je nach Umfang des Präparates folgende Belichtungswerte: Präparate bis 34 cm Umfang 25 mas Präparate von 34 bis 38 cm Umfang 32 mas Präparate von 38 bis 42 cm Umfang 40 mas Präparate über 42 cm Umfang 50 mas Bei älterer Entwicklungsflüssigkeit mußte die Belichtung um bis zu zwei Belichtungspunkte (siehe Tab. 2) erhöht werden Die Bearbeitung der digitalen Röntgenbilder Vier der 13 Methoden unterschieden sich ausschließlich in der digitalen Bearbeitung eines mit der Grödel-Technik und der Exposition von 70 kv, 40 mas und 101 ms angefertigten Röntgenbildes. Die Verarbeitung wurde mit verschiedenen Filterparametern durchgeführt. Zunächst wurden zwei Röntgenbilder nach dem DRR- Algorithmus (siehe und Tab. 3 Bild-Nr. 1 und 9) angefertigt. Hierbei wurde der zweite Filterkern verändert. Beim ersten Röntgenbild betrug er 7, beim zweiten 13. Alle anderen Filterparameter sind in Tab angegeben. Helligkeit und Kontrast konnten für jedes Bild durch die Einstellung der Fensterbreite und -lage optimiert werden. Das Fenster wurde am oberen Rand auf den Wert 100 eingestellt, der untere Wert und somit die genaue Fensterbreite (WW) und -lage (WL) wurde für jedes Röntgenbild einzeln so eingestellt, daß eine optimale Erkennbarkeit der röntgenologisch wichtigen Strukturen des Strahlbeins erreicht wurde. Nur bei den 104

105 MATERIAL UND METHODE mit dem Raster erstellten Röntgenbildern betrug die obere Fenstergrenze weniger als 100 (siehe Tab ). Ein Röntgenbild wurde mit zwei Methoden mit der UM-Technik bearbeitet. Die Kantenanhebung betrug zum einen 2, zum anderen 4. Der Anstieg der Funktionskurve GA (0,1-4), die Verschiebung der Funktionskurve GS (-1,44-1,44) und der Drehpunkt der Funktionskurve GC (0,3-2,6) wurden für jedes Röntgenbild einzeln optimiert. Alle anderen Filterparameter für die UM-Technik sind in Tab. 3, Bild Nr. 10 und 11 und in Tab angegeben. Zusätzlich wurde die Erkennung der Einblendung durch den Rechner mittels der Automatischen Einblendung überprüft. Dadurch konnte für jedes Röntgenbild ermittelt werden, auf welcher der vier Seiten (oben, unten, links, rechts) die Einblendung des Nutzstrahlenbündels vom Rechner erkannt und bei der weiteren Berechnung der Bilddaten berücksichtigt worden war (siehe 4.2 und Tab ) Vergrößerung und Ausdruck Die Röntgenbilder wurden je nach Aufnahmetechnik so vergrößert, daß die Größe des Strahlbeins auf dem Ausdruck der digitalen Röntgenbilder der des konventionellen Röntgenbildes entsprach. Dafür war für die mit einem Objekt-Film- Abstand von 14 cm angefertigten Röntgenbilder eine Vergrößerung mit dem Faktor 1,86 nötig. Die mit einem Objekt-Film-Abstand von 0 cm erstellten Röntgenbilder wurden mit dem Faktor 2,13, die mit der Mammographie-Kassette angefertigten Röntgenbilder mit dem Faktor 1,72 vergrößert (siehe Tab. 3 und Tab ). 3.7 Das isolierte Strahlbein Nachdem alle Aufnahmen angefertigt worden waren, wurden Fessel- und Kronbein entfernt. Dazu wurde mit einem Skalpell im dorsalen Bereich entlang des Kronsaums, im palmaren Bereich in der Fesselbeuge die Haut zirkulär durchtrennt. Von palmar wurde durch die tiefe Beugesehne und die Fesselbeugesehnenscheide bis zum Kronbein präpariert. Nach Durchtrennung der Bänder des Kronbeins und 105

106 MATERIAL UND METHODE Strahlbein Abb. 17: Der Huf nach Entfernen von Fessel- und Kronbein zur Anfertigung einer Röntgenaufnahme vom isolierten Strahlbein des Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Bandes konnten Fessel- und Kronbein entfernt werden (siehe Abb. 17). Die verbliebene Hufkapsel mit dem Huf- und Strahlbein wurde wiederum in den Oxspring-Klotz eingespannt und erneut geröntgt. Es wurden die verschiedenen Aufnahme-, Auslese- und Bearbeitungsparameter wie in den Vorversuchen miteinander kombiniert, um eine optimale Darstellung der Kontur, der Struktur und der Canales sesamoidales des Strahlbeins zu erzielen (siehe 4.1.3). 3.8 Filmbetrachtung Die Auswertung der Röntgenbilder fand durch sechs Tierärzte statt. Für die Betrachtung der Aufnahmen wurden standardisierte Bedingungen geschaffen. Die Sitzungen fanden in einem abgedunkelten Raum statt. Die Röntgenbilder wurden an einem handelsüblichen Schaukasten (Planilux) beurteilt, welcher mit Blenden fokussiert werden konnte. Von fünf Präparaten wurden jeweils zwölf Röntgenbilder, von weiteren 15 Präparaten jeweils acht Röntgenbilder beurteilt. Die Röntgenbilder wurden in zufälliger Reihenfolge aufgehängt, so daß je sechs bzw. vier Bilder in zwei Reihen zu beurteilen waren. Das Röntgenbild vom isolierten Strahlbein, der sogenannte Goldstandard, wurde rechts oder links neben die Bilder gehängt. Es wurde eine Schablone aus schwarzer Pappe über die Röntgenbilder 106

107 MATERIAL UND METHODE gehängt, so daß nur die Strahlbeine, nicht jedoch die Bearbeitungsparameter sichtbar waren (siehe Abb. 18). Abb. 18: Betrachtung der Röntgenbilder des Strahlbeins 3.9 Beurteilung Die sechs Tierärzte beurteilten den Gesamteindruck sowie die Detailerkennbarkeit der Kontur, der Struktur und der Canales sesamoidales der Strahlbeinaufnahmen (siehe Abb. 19). Abb. 19: Beurteilung der Röntgenbilder des Strahlbeins Zunächst wurden für fünf Präparate jeweils zwölf verschiedene Methoden bewertet, dann für weitere 15 Präparate jeweils acht verschiedene Methoden. Für jedes der vier Kriterien mußte eine Reihenfolge von 1 (am besten) bis 12 bzw. 8 (am schlechtesten) festgelegt werden. Platzierungen auf dem gleichen Rang waren zulässig. Der Goldstandard (die Röntgenaufnahme des isolierten Strahlbeins) diente den Beurteilern zum Vergleich mit den zu beurteilenden Röntgenbildern. So 107

108 MATERIAL UND METHODE war es ihnen möglich, tatsächlich im Strahlbein vorliegende röntgenologische Befunde von projektions- und überlagerungsbedingten Artefakten zu unterscheiden. Eine Zeitvorgabe für die Beurteilung gab es nicht. Nachdem fünf Präparate von allen sechs Beurteilern bewertet worden waren, wurde aus diesen 30 Ergebnissen der Mittelwert für jede Methode und für jedes der vier Kriterien berechnet. Die Ergebnisse wurden auf zwei Stellen nach dem Komma gerundet. Entsprechend der errechneten Mittelwerte wurde jeder Methode erneut ein Rang von 1-12 zugeordnet (siehe Tab. 4). Die vier Methoden, die sich nach der Auswertung der ersten fünf Präparate als ungeeignet zur röntgenologischen Darstellung des Strahlbeins herausstellten (siehe 4.2), wurden bei den folgenden 15 Präparaten nicht mehr bewertet, so daß dann nur noch acht Röntgenbilder pro Präparat zu beurteilen waren. Die Ergebnisse dieser ersten fünf Präparate wurden dennoch in die Gesamtbeurteilung eingeschlossen. Dazu wurden allerdings die vier weniger geeigneten Methoden nicht evaluiert. Es wurde nunmehr für alle 20 Präparate für jedes der vier Beurteilungskriterien eine Rangordnung der Methoden von 1-8 erstellt. Insgesamt ergab die Beurteilung von 20 Präparaten durch sechs Beurteiler 120 Werte für jede Methode und jedes Beurteilungskriterium. Es wurden die Mittelwerte, Mediane und Interquartile Ranges über alle 20 Präparate für die Kriterien Gesamteindruck, Kontur, Struktur und Canales sesamoidales errechnet (siehe Tab. 5 und Tab. 34). Die durch die einzelnen Beurteiler bedingten Unterschiede hatten keinen Einfluß auf diese Berechnungen. Außerdem wurden für jedes Beurteilungskriterium (Gesamteindruck, Kontur, Struktur und Canales sesamoidales) und jeden der sechs Beurteiler gesondert die Bewertungen der einzelnen Methoden herausgearbeitet (siehe Tab. 6-9). Die 20 Präparate wurden nach ihrer Größe in drei Gruppen eingeteilt. Gruppe 1 enthielt 7 Präparate mit einem Umfang des Hufes auf Höhe des Zentralstrahles von weniger als 38 cm, in Gruppe 2 waren 7 Präparate mit einem Hufumfang zwischen 38 und 41 cm und Gruppe 3 waren 6 Präparate mit einem Hufumfang von mehr als 41 cm (siehe Tab ). Für jede Gruppe wurde für jedes der vier Kriterien der Mittelwert berechnet (siehe Tab 10-13). 108

109 MATERIAL UND METHODE 3.10 Statistische Auswertung Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden im Institut für Biometrie der Tierärztlichen Hochschule Hannover bearbeitet. Sämtliche Deskriptionen und statistischen Tests wurden mit Hilfe des Programmpaketes SAS (SAS Institute Inc.) ausgewertet. Da es sich bei den Ergebnissen (Ränge zwischen 1 und 8) um nicht normalverteilte, nicht stetige, diskrete Werte handelt, wurde zur Auswertung der Signed-Rank-Test für gepaarte Größen verwendet. Bei diesem Test handelt es sich um ein nichtparametrisches Verfahren, bei dem nicht die absoluten Werte zugrunde liegen, sondern diese zunächst nach ihren Rängen geordnet werden. Da die gleiche Untersuchung am gleichen Präparat mehrfach durchgeführt wurde (Beurteilung durch verschiedene Beurteiler), spricht man von einem gepaarten Test. Zur Deskription (siehe Abb ) wurde der Median verwendet. Das Ergebnis der Berechnungen der Irrtumswahrscheinlichkeit mit dem Signed- Rank-Test gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Hypothese, daß sich die Methoden unterscheiden, fälschlicherweise als wahr angenommen wird. Ist diese Irrtumswahrscheinlichkeit p < 0.001, also kleiner als 0,1 %, spricht man von höchst signifikanten Unterschieden ( ) in der Beurteilung zwischen den zwei verglichenen Methoden. Ist p < 0,01 (kleiner 1 %), ist dieser Unterschied hoch signifikant ( ), wenn p < 0,05 (kleiner 5 %) ist, ist er einfach signifikant ( ). Bei Werten für die Irrtumswahrscheinlichkeit p 0,05 (größergleich 5 %) ist der Unterschied zwischen den zwei betrachteten Methoden nicht signifikant (-). Werte von fünf bis acht Prozent können noch als statistisch auffällig bezeichnet werden ((-)). 109

110 ERGEBNISSE 4 Ergebnisse 4.1 Ergebnisse der Vorversuche Ergebnisse der Vorversuche zur digitalen und konventionellen Röntgentechnik Röntgenbilder von Strahlbeinen, die mit dem kleinen Brennfleck (0,6 mm 2 ) erstellt wurden, wiesen eine schärfere Kontrastzeichnung auf als die mit dem großen Brennfleck (1,2 mm 2 ) belichteten. Die digital und konventionell erstellten Röntgenbilder, bei denen das Primärstrahlenbündel auf die Breite des Hufes und eine Höhe von 4-5 cm reduziert worden war, zeigten eine bessere Zeichenschärfe als die mit vollständig belichteter Kassette angefertigten. Allerdings wurde die Einblendung vom Rechner nicht immer erkannt (siehe 4.2, Abb. 20, Tab ). Die Unterschiede in der Qualität (Detailerkennbarkeit der Kontur, der Struktur und der Canales sesamoidales) der Röntgenbilder, die mit unterschiedlichem Fokus- Objekt-Abständen ( cm) angefertigt worden waren, waren bei einem Abstand von 70 bis 90 cm sehr gering ausgeprägt und wurden in den Vorversuchen als die besten beurteilt. Bei einem Fokus-Objekt-Abstand von 40 bzw. 150 cm konnte digital kein diagnostisch verwertbares Bildmaterial vom Strahlbein erarbeitet werden Ergebnisse der Vorversuche zur konventionellen Röntgentechnik Für die Erstellung der konventionellen Röntgenbilder wurden in den Vorversuchen die optimalen Belichtungs-Werte in Abhänigkeit vom Hufumfang ermittelt. Es stellten sich folgende Belichtungs-Werte als am besten geeignet heraus: kv: Unabhänig vom Hufumfang zeigten die mit 55 kv belichteten Röntgenbilder die beste Detailerkennbarkeit von Kontur, Struktur und Canales sesamoidales. mas: Je nach Umfang des Hufes ergaben sich folgende optimale mas-werte bei einem kv-wert von 55: Präparate bis 34 cm Umfang 25 mas Präparate von 34 bis 38 cm Umfang 32 mas Präparate von 38 bis 42 cm Umfang 40 mas Präparate über 42 cm Umfang 50 mas 110

111 ERGEBNISSE Ergebnisse der Vorversuche zur digitalen Röntgentechnik Die Qualitätsunterschiede (Detailerkennbarkeit der Kontur, der Struktur und der Canales sesamoidales) zwischen den Röntgenbildern, die mit Belichtungs-Werten von 70 kv und 40 mas, 78 kv und 40 mas sowie 70 kv und 20 mas erstellt wurden, waren nur gering ausgeprägt. Diese Belichtungs-Werte wurden in den Vorversuchen für die digitale Röntgentechnik zur Darstellung des Strahlbeins als am besten geeignet beurteilt und in den Hauptversuchen verwendet. Die ohne Hilfsmittel angefertigten Röntgenbilder waren von schlechter Qualität. Eine Beurteilung der Kontur, der Struktur und der Canales sesamoidales war hierbei nur eingeschränkt möglich. Auch mit den unterschiedlichen Belichtungs-Werten, Auslesemodi und digitalen Bearbeitungen ließen sich ohne Hilfsmittel keine auswertbaren Bilder erstellen. Dagegen war die Qualität der mit den übrigen Röntgentechniken erstellten Röntgenaufnahmen ausreichend, so daß diese für die Hauptversuche angewendet werden konnten. Für die Grödel-Technik zeigte sich dabei der Objekt-Film-Abstand von 14 cm als am besten geeignet. Bei Anwendung des Tubus stellten sich von den in Tab. 1 genannten Belichtungen die Werte von 70 kv und 40 mas, bei Einsatz des Rasters und bei der Erstellung von Röntgenaufnahmen mit der Mammographie-Kassette die Belichtungs-Werte von 70 kv und 80 mas als am besten geeignet für die Hauptversuche heraus. Der MRM-Code 0701 für die menschliche untere Extremität wurde in den Vorversuchen als der beste beurteilt. Als bester Auslesemodus wurde für die Grödel-Technik, den Einsatz des Tubus, des Rasters und der Mammographie- Kassette der Auto-Modus erkannt. Der Fix-Modus ergab bei der Grödel-Technik und bei Verwendung des Rasters ebenfalls gut auswertbare Röntgenbilder. Dabei zeigten Röntgenaufnahmen, die mit dem S k -Fix-Wert von 330 ausgelesen wurden in den Vorversuchen die beste Detailerkennbarkeit. Dieser S k -Fix-Wert wurde deshalb in den Hauptversuchen angewendet. Für die UM-Technik ergaben sich als optimale Einstellungen in den Vorversuchen eine Funktionskurve der Art O, eine Anhebung von 2 bzw. 4, eine β-kurve der Art F, 111

112 ERGEBNISSE Abb. 20: Durch die Streustrahlung bedingte Schwärzung des Röntgenbildes außerhalb der Einblendung des Nutzstrahlenbündels bei einer mit dem Raster angefertigten Röntgenaufnahme des Stahlbeins ein Verstärkungsfaktor von 9 und ein Kernel von 7. Bei der DRR-Technik stellten sich ein Kontrastausgleich von 1, eine Filterkerngröße von 75, eine Konturenschärfe von 1, ein kleiner Kernel von 7 bzw. 13, die Schärfekurve P und ein LUT von 3 als optimale Einstellungen heraus (siehe Tab. 3 und Tab 14-33). Zur optimalen Darstellung des isolierten Strahlbeins mit der digitalen Röntgentechnik ergaben sich die gleichen Aufnahme-, Auslese- und Bearbeitungsparameter wie bei den mit den Methoden 1-3 erstellten Röntgenbildern. Lediglich die Belichtung mußte auf 50 kv und 10 mas reduziert werden, um das Strahlbein bezüglich der Detailerkennbarkeit seiner Kontur, Struktur und der Canales sesamoidales optimal abzubilden (siehe Tab. 3 und Tab ). 112

113 ERGEBNISSE 4.2 Ergebnisse der Hauptversuche Der erste Teil der Hauptversuche, bei dem zwölf verschiedene Methoden zur Erstellung von Röntgenbildern des Strahlbeins von fünf verschiedenen Präparaten durch sechs Beurteiler bewertet wurden, ergab, daß keine Methode einheitlich für alle vier Beurteilungskriterien (Gesamteindruck, Kontur, Struktur, Canales sesamoidales) als die beste gewertet wurde. Es wurde für jede Methode und jedes Kriterium der Mittelwert der Beurteilungen berechnet. Dem berechneten Mittelwert wurde erneut ein Rang zugeordnet, wobei der niedrigste Mittelwert den Rang 1 erhielt (beste Methode) und der höchste Mittelwert den Rang 12 bzw. 8 (schlechteste Methode). Einige Methoden belegten überwiegend gute Ränge, andere dagegen waren überwiegend schlecht (in Tab. 4 fettgedruckt) bewertet worden. Die errechneten Mittelwerte und die daraus resultierenden Ränge für die einzelnen Methoden sind der Tab. 4 zu entnehmen. Die Methoden 4 (Tubus), 6 (Mammographie-Kassette, siehe Abb. 21), 10 (UM 2) und 11 (UM 4, siehe Abb. 22) belegten in allen vier Kriterien einen Rang von 7 oder schlechter. Deshalb wurden diese Methoden nach den ersten fünf Präparaten nicht weiter ausgewertet. Alle anderen Methoden wurden dagegen mindestens für ein Kriterium an dritter Stelle (Rang 3) oder besser eingestuft. Die Ergebnisse der Beurteilung der Röntgenaufnahmen von allen 20 Präparaten und die Einstufung in eine Rangordnung von 1-8 sind in Tab. 5 dargestellt. Entsprechend der errechneten Mittelwerte wurde jeder Methode ein Rang zwischen 1 und 8 zugeordnet. 113

114 ERGEBNISSE Tab. 4: Die Bewertung von Gesamteindruck, Kontur, Struktur und Canales sesamoidales 12 verschiedener röntgenologischer Darstellungen des Strahlbeins von fünf Präparaten durch sechs Beurteiler Methode Kriterium Mittelwert Gesamt- 4,00 4,73 6,47 6,57 5,47 7,20 5,53 6,20 6,23 10,43 8,50 5,47 eindruck Rang Mittel- 4,53 4,60 7,07 7,10 6,60 7,00 5,17 5,70 4,53 9,50 6,63 7,27 Kontur wert Rang Mittel- 5,63 3,53 5,17 6,47 5,07 7,30 5,03 4,73 6,07 10,70 8,43 8,33 Struktur wert Rang Canales Mittel- 5,23 6,70 4,93 8,60 6,60 7,03 6,13 6,07 5,53 8,70 9,00 2,37 sesamoidales Rang wert 1 Legende für Tab. 4: Mittelwert: aus der Einstufung zwischen 1 und 12 der fünf Präparate durch sechs Beurteiler wurde für jede Methode und jedes Kriterium der Mittelwert berechnet. Rang: den errechneten Mittelwerten wurde erneut ein Rang zwischen 1 und 12 zugeordnet. Der niedrigste Mittelwert erhielt den Rang 1 (beste Methode), der höchste den Rang 12 (schlechteste Methode). Fettgedruckt sind die Ergebnisse der vier Methoden, die zu einer schlechten Einstufung der Beurteilungskriterien für das Strahlbein führten. Legende für Tabelle 4 und 5 und Abbildung 23 bis Abbildung 26: Die im Vergleich zu Methode 1 geänderten Parameter sind fettgedruckt. Methode 1: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 40 mas, Grödel-Technik, Auto-Modus, DRR 7 Methode 2: digitale Röntgentechnik, 78 kv, 40 mas, Grödel-Technik, Auto-Modus, DRR 7 Methode 3: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 20 mas, Grödel-Technik, Auto-Modus, DRR 7 Methode 4: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 40 mas, Tubus, Auto-Modus, DRR 7 Methode 5: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 80 mas, Raster, Auto-Modus, DRR 7 Methode 6: digital, 70 kv, 80 mas, Mammographie-Kassette, Auto-Modus, DRR 7 Methode 7: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 40 mas, Grödel-Technik, Fix-Modus, DRR 7 Methode 8: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 80 mas, Raster, Fix-Modus, DRR 7 Methode 9: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 40 mas, Grödel-Technik, Auto-Modus, DRR 13 Methode 10: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 40 mas, Grödel-Technik, Auto-Modus, UM 2 Methode 11: digitale Röntgentechnik, 70 kv, 40 mas, Grödel-Technik, Auto-Modus, UM 4 Methode 12: konventionelle Röntgentechnik, 55 kv, mas individuell, Raster 114

115 ERGEBNISSE Die folgenden zwei Abbildungen zeigen Beispiele für eine mit der Mammographie- Kassette erstellte (Abb. 21) bzw. mit der UM-Technik bearbeitete (Abb. 22) Röntgenaufnahme. Canales sesamoidales Abb. 21: Mit der Mammographie-Kassette angefertigtes digitales Röntgenbild des Strahlbeins (Methode 6 (siehe S. 114), Pferd L). Das Strahlbein erscheint verwaschen, die Kontur ist nicht klar abgegrenzt. Die kleinwabige Struktur ist gut, die Canales sesamoidales sind nur schemenhaft zu erkennen. Canales sesamoidales Abb. 22: Mit der Unscharfen-Maske-Technik und einer Anhebung von 4 bearbeitetes digitales Röntgenbild des Strahlbeins (Methode 11 (siehe S. 114), Pferd E). Das Strahlbein erscheint mit dieser Bearbeitung künstlich, die Canales sesamoidales sind undeutlich, die Kontur ist dagegen gut zu erkennen. 115

116 ERGEBNISSE Tab. 5: Die Bewertung von Gesamteindruck, Kontur, Struktur und Canales seasamoidales acht verschiedener röntgenologischer Darstellungen des Strahlbeins von 20 Präparaten durch sechs Beurteiler Kriterium Methode Mittelwert 2,05 2,63 5,40 5,50 3,13 5,26 5,38 5,78 Gesamteindruck Rang Kontur Mittelwert 2,40 3,11 5,38 5,30 3,55 4,59 4,26 6,39 Rang Struktur Mittelwert 2,89 2,13 4,98 4,77 3,33 4,46 5,90 6,64 Rang Canales Mittelwert 3,75 4,38 5,89 5,98 4,48 6,15 2,44 2,05 sesamoidales Rang Legende zu Tab. 5: Mittelwert: er ergibt sich aus der Einstufung von 20 Präparaten zwischen 1 und 8 durch sechs Beurteiler für jede Methode und jedes Kriterium. Rang: den errechneten Mittelwerten wurde erneut ein Rang zwischen 1 und 8 zugeordnet. Die beste Methode hat den geringsten Mittelwert und damit den niedrigsten Rang. Umgekehrt zeigt die am wenigsten geeignete Methode den höchsten Rang. Erklärung der Methoden siehe Legende Seite 114. Keine der acht Methoden wurde übereinstimmend von allen Beurteilern als die deutlich beste Darstellung aller relevanten röntgenologischen Kriterien für das Strahlbein (Gesamteindruck, Kontur, Struktur, Canales sesamoidales) ermittelt. Dennoch sind für die Beurteilung des Gesamteindruckes der Röntgenaufnahmen sowie der Kontur und der Struktur des Strahlbeins die drei Röntgentechniken 1 (70/40, Grödel), 2 (78/40, Grödel) und 7 (Fix-Modus + Grödel) gehäuft zwischen Rang 1 und 3 eingestuft worden. Dabei handelt es sich um digitale Röntgentechniken. Die Darstellung der Canales sesamoidales gelang am besten mit der Methode 12 (konventionelle Röntgentechnik). Von den digitalen Röntgentechniken war die Methode 9 (DRR mit kleinem Kernel von 13) am besten zur Darstellung der Canales sesamoidales geeignet. Der Unterschied in der Beurteilung dieser beiden Methoden war nicht signifikant. 116

117 ERGEBNISSE Die Ergebnisse der Beurteilungen (Tab. 5) und die Unterschiede zwischen den Methoden (Tab. 35) sind für jedes Beurteilungskriterium in den Abbildungen dargestellt. Bei den Ergebnissen handelt es sich um nicht normalverteilte, nicht stetige, diskrete Werte. Deshalb wurde bei der Auswertung mit dem Signed-Rank-Test der Median zugrunde gelegt. Signifikante Unterschiede zwischen den Beurteilungen der röntgenologischen Methoden zur Darstellung des Strahlbeins sind in den Abbildungen durch die Sterne dargestellt (siehe auch Tab. 35). Abb. 23: Bewertung des Gesamteindruckes und statistische Unterschiede von mit unterschiedlichen röntgenologischen Methoden und digitalen Bearbeitungen erstellten Röntgenaufnahmen des Strahlbeins. Die beste Methode hat den geringsten Mittelwert und damit den niedrigsten Rang. Umgekehrt zeigt die am wenigsten geeignete Methode den höchsten Rang. Erklärung der Methoden siehe Legende Seite 114. Abb : Die mit dem Signed-Rank-Test ermittelten Unterschiede zwischen den einzelnen Methoden sind an den Verbindungslinien dargestellt. : einfach signifikante Unterschiede (p < 0,05) : hoch signifikante Unterschiede (p < 0,01) : höchst signifikante Unterschiede (p < 0,001) Nicht signifikante Unterschiede wurden nicht dargestellt. 117

118 ERGEBNISSE Abb. 24: Bewertung der Kontur und statistische Unterschiede von mit unterschiedlichen röntgenologischen Methoden und digitalen Bearbeitungen erstellten Röntgenaufnahmen des Strahlbeins. Die beste Methode hat den geringsten Mittelwert und damit den niedrigsten Rang. Umgekehrt zeigt die am wenigsten geeignete Methode den höchsten Rang. Erklärung der Methoden siehe Legende Seite 114. Abb. 25: Bewertung der Struktur und statistische Unterschiede von mit unterschiedlichen röntgenologischen Methoden und digitalen Bearbeitungen erstellten Röntgenaufnahmen des Strahlbeins. Die beste Methode hat den geringsten Mittelwert und damit den niedrigsten Rang. Umgekehrt zeigt die am wenigsten geeignete Methode den höchsten Rang. Erklärung der Methoden siehe Legende Seite

119 ERGEBNISSE Abb. 26: Bewertung der Canales sesamoidales und statistische Unterschiede von mit unterschiedlichen röntgenologischen Methoden und digitalen Bearbeitungen erstellten Röntgenaufnahmen des Strahlbeins. Die beste Methode hat den geringsten Mittelwert und damit den niedrigsten Rang. Umgekehrt zeigt die am wenigsten geeignete Methode den höchsten Rang. Erklärung der Methoden siehe Legende Seite 114. Die Untersuchung der Einblendungserkennung zeigte, daß die Einblendung bei den digitalen Röntgenbildern am besten bei den mit der Grödel-Technik oder der Mammographie-Kassette angefertigten erkannt wurde (ca. 75 %). Bei den mit dem Raster erstellten Aufnahmen wurde die Einblendung in ca. 40 %, bei den mit dem Tubus angefertigten in ca. 25 % der Fälle erkannt (siehe Abb. 20 und Tab ). Im folgenden sind Röntgenaufnahmen der am besten beurteilten Methoden (Methode 1, 2, 7, 9, 12 sowie das isolierte Strahlbein) am Beispiel eines Präparates abgebildet. Die Aufnahmeparameter und die gewählten Einstellungen zu den digitalen Nachbearbeitungen für dieses Präparat sind im Anhang in Tab. 21 (Pferd H) angegeben. An der proximalen Kontur sind zwei Linien zu erkennen. Die obere Linie (siehe Abb. 27, 1) stellt die konkave Kontur der Facies flexoria, die untere (siehe Abb. 27, 2) die an diesem Präparat konvexe Kontur der Facies articularis dar. Am rechten Seitenende liegt eine spitze Ausziehung (siehe Abb. 27, 3) im Sinne einer Insertionsdesmopathie vor. Im linken Bereich der proximalen Kontur ist eine Rauhigkeit (evtl. Chipfraktur, siehe Abb. 27, 4) zu erkennen. Proximal des Strahlbeins liegt eine Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band vor 119

120 ERGEBNISSE (siehe Abb. 27, 5). Diese helle Linie ragt über die Grenzen des Kronbeines hinaus und ist im rechten Teil unterbrochen (siehe Abb. 27, 6). Auf der Röntgenaufnahme des isolierten Strahlbeins (siehe Abb. 32) ist diese Verschattung nicht vorhanden, da dieses Band bei der Präparation des Fessel- und Kronbeins entfernt wurde. Die Kontur des distalen Randes ist nur undeutlich abgegrenzt. Die Struktur ist im Zentrum dieses Strahlbeins feinmaschig, im Bereich der Seitenenden liegt eine Verdichtung vor. Auf den abgebildeten Röntgenaufnahmen dieses Präparates sind zehn Canales sesamoidales (siehe Abb. 27) zu erkennen. Deren genaue Größe und Form sowie die sie umgebenden Sklerosierungszonen sind auf den einzelnen Röntgenbildern unterschiedlich deutlich zu erkennen (siehe Abb ) Canales sesamoidales Abb. 27: Mit der Grödel-Technik, den Belichtungswerten von 70 kv und 40 mas angefertigtes und mit der DRR-Technik und einem kleinen Kernel von 7 bearbeitetes Röntgenbild des Strahlbeins (Methode 1 (siehe S. 114), Pferd H). Die proximale Kontur und die der Seitenenden ist scharf gezeichnet, die konvexe dorsale Kontur der Facies flexoria (1) und die konkave der Facies articularis (2) sind deutlich zu erkennen. Am rechten Seitenende liegt eine spitze Ausziehung (3) im Sinne einer Insertionsdesmopathie vor. Im linken Bereich der dorsalen Kontur ist eine Rauhigkeit (4), möglicherweise durch eine Ausrißfraktur, zu erkennen (vergleiche Abb. 32). Proximal der dorsalen Kontur liegt eine Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band (5) vor. Diese helle Linie ragt über die Grenzen des Kronbeines hinaus und ist im rechten Teil unterbrochen (6). Die Kontur des distalen Randes ist nur undeutlich abgegrenzt. Die Struktur ist im Zentrum des Strahlbeins feinmaschig, im Bereich der Seitenenden liegt eine zunehmende Verdichtung vor. Die Lokalisation und Ausdehnung der Canales sesamoidales ist gut (beim zweiten bis vierten von links allerdings nur eingeschränkt) zu beurteilen, Sklerosierungszonen sind nur angedeutet zu erkennen. 120

121 ERGEBNISSE Abb. 28: Mit der Grödel-Technik, den Belichtungswerten von 78 kv und 40 mas angefertigtes und mit der DRR-Technik und einem kleinen Kernel von 7 bearbeitetes Röntgenbild des Strahlbeins (Methode 2 (siehe S. 114), Pferd H). Die Veränderungen der Kontur und die Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein- Band sind auf dieser Aufnahme nicht so gut wie auf der Abb. 27 zu erkennen. Die distale Kontur des Strahlbeins ist undeutlich dargestellt. Die Struktur ist im gesamten Strahlbein gut zu erkennen, im Bereich der Seitenenden geringgradig besser als auf der Abb. 27. Die Canales sesamoidales (außer der zweite bis vierte von links) sind bezüglich ihrer Lokalisation und Ausdehnung gut, Sklerosierungszonen nur angedeutet zu erkennen. Abb. 29: Mit der Grödel-Technik, den Belichtungswerten von 70 kv und 40 mas angefertigtes, mit dem Fix-Modus ausgelesenes und mit der DRR-Technik und einem kleinen Kernel von 7 bearbeitetes Röntgenbild (Methode 7 (siehe S. 114), Pferd H). Die Konturveränderungen und die Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band sind auf dieser Aufnahme nicht so gut zu erkennen wie auf den Abb. 27 und 28. Die distale Kontur des Strahlbeins ist undeutlich dargestellt. Die Struktur ist kleinwabig und in Zentrum des Strahlbeins gut, im Bereich der Seitenenden geringgradig schlechter als auf der Abb. 28 zu erkennen. Die Lokalisation und Ausdehnung der Canales sesamoidales ist gut (beim zweiten bis vierten von links allerdings nur eingeschränkt) zu beurteilen, Sklerosierungszonen sind nur angedeutet zu erkennen. 121

122 ERGEBNISSE Abb. 30: Mit der Grödel-Technik, den Belichtungswerten von 70 kv und 40 mas angefertigtes und mit der DRR-Technik und einem kleinen Kernel von 13 bearbeitetes Röntgenbild des Strahlbeins (Methode 9 (siehe S. 114), Pferd H). Die Konturveränderungen, besonders die Ausziehung des rechten Seitenendes, und die Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band sind auf dieser Aufnahme gut zu erkennen. Die distale Kontur des Strahlbeins ist undeutlich dargestellt. Die Struktur ist, besonders zu den Seitenenden hin, verwaschen dargestellt. Die Canales sesamoidales sind dagegen alle gut abgesetzt und bezüglich ihrer Lokalisation, ihrer Größe, ihrer exakten Form (siehe Abb. 32) und der sie umgebenden Sklerosierungszone gut zu beurteilen. Abb. 31: Mit der konventionellen Technik und den Belichtungswerten 55 kv und 40 mas erstelltes Röntgenbild des Strahlbeins (Methode 12 (siehe S.114), Pferd H). Die Form der doppelten dorsalen Kontur des Strahlbeins ist zu erkennen, die Rauhigkeit im linken Bereich ist nur zu erahnen. Die Kontur der Seitenenden ist auf dieser Aufnahme sehr schlecht wiedergegeben. Die Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band ist angedeutet zu erkennen. Die distale Kontur des Strahlbeins ist undeutlich dargestellt. Die Struktur ist im Zentrum undeutlich kleinwabig, im Bereich der Seitenenden dagegen nur verwaschen zu erkennen. Die Verdichtung im linken Seitenende ist als diffuse Verschattung dargestellt. Die Canales sesamoidales sind dagegen gut abgesetzt und bezüglich ihrer Lokalisation, ihrer Größe und der sie umgebenden Sklerosierungszone gut zu beurteilen. Allerdings sind der zweite bis vierte Kanal von links hier nicht so deutlich dargestellt wie auf der Abb. 30. Die Qualität dieser Aufnahme ist allerdings durch den Vorgang des Scannens nicht so gut wiedergegeben wie im Original. 122

123 ERGEBNISSE Kanal Abb. 33: Digitales Röntgenbild des isolierten Strahlbeins (Pferd H). Diese Aufnahme wurde nach Entfernen des Fessel- und Kronbeins mit den Belichtungswerten 50 kv und 10 mas erstellt. Diese Aufnahme stellte den Goldstandard dar und diente den Beurteilern zum Vergleich mit den zu beurteilenden Röntgenbildern. So war es ihnen möglich, tatsächlich im Strahlbein vorliegende röntgenologische Befunde von projektions- und überlagerungsbedingten Artefakten zu unterscheiden. Das Strahlbein ist bezüglich seiner Kontur, Struktur und der Canales sesamoidales sehr gut zu beurteilen. Die Ausziehung der Kontur des rechten Seitenendes und die Rauhigkeit im linken Bereich der dorsalen Kontur sind sehr deutlich dargestellt. Die auf den Abb abgebildete Verschattung im Fesselbein-Strahlbein-Hufbein-Band wurde bei der Präparation abgetrennt. Die distale Kontur ist deutlich zu erkennen. Die Struktur und deren Verdichtung an den Seitenenden sind deutlich dargestellt. Die Form der Canales sesamoidales wird bei dieser Aufnahme ganz besonders genau abgebildet. Die dritten und vierten Kanäle von links sind nicht deutlich voneinander getrennt. Die spitz auslaufende Form und die tatsächliche Tiefe des sechsten Kanals von links wurde auf den vorher beschriebenen Aufnahmen, außer bei der Methode 9 (siehe Abb. 30), nicht deutlich Einfluß der subjektiven Wahrnehmung der Beurteiler auf die Bewertung der Röntgenaufnahmen des Strahlbeins Zusätzlich wurde ermittelt, in welchem Ausmaß eine unterschiedliche Bewertung der röntgenologischen Methoden und digitalen Bearbeitungen durch die sechs tierärztlichen Beurteiler erfolgte (siehe Tab. 6-9). Bei der Beurteilung des Gesamteindruckes der Röntgenaufnahmen des Strahlbeins wurde mit hoher Übereinstimmung die Methode 1 (70/40, Grödel) als beste, die Methode 2 (78/40, Grödel) als zweitbeste und die Methode 7 (Fix-Modus + Grödel) als drittbeste Methode beurteilt. Lediglich Beurteiler 1 bewerte Methode 9 (DRR mit kleinem Kernel von 13) als die beste (siehe Tab. 6). 123